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JP7532764B2 - Polymer Composition - Google Patents
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JP7532764B2 - Polymer Composition - Google Patents

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Description

本発明は、ポリマー組成物に関する。 The present invention relates to a polymer composition.

ゴム、樹脂等のポリマーと、補強剤等の各種充填剤とを含むポリマー組成物が広く使用されている。このようなポリマー組成物の充填剤として、優れた強度等を付与できる観点から、各種有機短繊維を用いることが検討され、例えば、特許文献1には、ミクロフィブリル化植物繊維を含むマスターバッチを用いたゴム組成物が開示されている。 Polymer compositions containing polymers such as rubber and resin and various fillers such as reinforcing agents are widely used. From the viewpoint of imparting excellent strength and the like, the use of various organic short fibers as fillers for such polymer compositions has been considered. For example, Patent Document 1 discloses a rubber composition using a master batch containing microfibrillated vegetable fibers.

しかしながら、特許文献1のゴム組成物は、本願特定のパラメーターを満たすものではなく、簡便に、優れた粘弾性特性(E*、tanδ等)等の物性やフィラー配向性を付与するという点において、改善の余地を残すものである。 However, the rubber composition of Patent Document 1 does not satisfy the specific parameters of the present application, and there is room for improvement in terms of simply imparting excellent physical properties such as viscoelasticity (E*, tan δ, etc.) and filler orientation.

特開2013-253222号公報JP 2013-253222 A

本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであり、粘弾性特性(E*、tanδ)、耐久性、耐衝撃性等の物性、ミクロフィブリル化植物繊維の配向性に優れたポリマー組成物を提供することを目的とする。 The present invention was made in consideration of the above-mentioned current situation, and aims to provide a polymer composition that has excellent physical properties such as viscoelasticity (E*, tan δ), durability, and impact resistance, as well as excellent orientation of microfibrillated plant fibers.

本発明は、ポリマー及びミクロフィブリル化植物繊維を含み、押出方向の複素弾性率E*a(MPa)と該押出方向の直交方向の複素弾性率E*b(MPa)との比(E*a/E*b)が下記式(1)、押出方向伸長時の破断応力TBa(MPa)と該押出方向伸長時における破断時伸びの50%伸長時の応力FBa(MPa)との比(TBa/FBa)が下記式(2)を満たすポリマー組成物に関する。
E*a/E*b≧1.3 (1)
TBa/FBa≧2.6 (2)
The present invention relates to a polymer composition which comprises a polymer and microfibrillated plant fibers, in which the ratio (E*a/E*b) of the complex modulus E*a (MPa) in the extrusion direction to the complex modulus E*b (MPa) in a direction perpendicular to the extrusion direction satisfies the following formula (1), and the ratio (TBa/FBa) of the breaking stress TBa (MPa) when elongated in the extrusion direction to the stress FBa (MPa) at 50% elongation of the elongation at break when elongated in the extrusion direction satisfies the following formula (2):
E*a/E*b≧1.3 (1)
TBa/FBa≧2.6 (2)

E*a/E*b≧1.5を満たすことが好ましい。 It is preferable that E*a/E*b≧1.5.

E*a/E*b≧2.0を満たすことが好ましい。 It is preferable that E*a/E*b≧2.0 be satisfied.

TBa/FBa≧3.0を満たすことが好ましい。 It is preferable that TBa/FBa≧3.0.

TBa/FBa≧3.4を満たすことが好ましい。 It is preferable that TBa/FBa≧3.4.

前記ポリマー100質量部に対して、前記ミクロフィブリル化植物繊維を0.5~30質量部含むことが好ましい。 It is preferable that the microfibrillated plant fiber is contained in an amount of 0.5 to 30 parts by mass per 100 parts by mass of the polymer.

前記ポリマー組成物中における前記ミクロフィブリル化植物繊維の平均アスペクト比が10~1000であることが好ましい。 It is preferable that the average aspect ratio of the microfibrillated plant fibers in the polymer composition is 10 to 1000.

前記ポリマー組成物中における前記ミクロフィブリル化植物繊維の平均繊維径が10μm以下であることが好ましい。 It is preferable that the average fiber diameter of the microfibrillated plant fibers in the polymer composition is 10 μm or less.

本発明は、ポリマー及びミクロフィブリル化植物繊維を含み、押出方向の複素弾性率E*a(MPa)と該押出方向の直交方向の複素弾性率E*b(MPa)との比(E*a/E*b)が前記式(1)、押出方向伸長時の破断応力TBa(MPa)と該押出方向伸長時における破断時伸びの50%伸長時の応力FBa(MPa)との比(TBa/FBa)が前記式(2)を満たすポリマー組成物であるので、粘弾性特性(E*、tanδ)、耐久性、耐衝撃性等の物性、ミクロフィブリル化植物繊維の配向性に優れている。 The present invention is a polymer composition that contains a polymer and microfibrillated plant fibers, and the ratio (E*a/E*b) of the complex modulus E*a (MPa) in the extrusion direction to the complex modulus E*b (MPa) in the direction perpendicular to the extrusion direction satisfies the above formula (1), and the ratio (TBa/FBa) of the breaking stress TBa (MPa) when elongated in the extrusion direction to the stress FBa (MPa) at 50% elongation of the breaking elongation when elongated in the extrusion direction satisfies the above formula (2). Therefore, the polymer composition has excellent physical properties such as viscoelastic properties (E*, tan δ), durability, and impact resistance, and has excellent orientation of the microfibrillated plant fibers.

〔ポリマー組成物〕
本発明のポリマー組成物は、ポリマー及びミクロフィブリル化植物繊維を含み、かつ前記式(1)、(2)を満たす。該ポリマー組成物は、粘弾性特性(E*、tanδ)、耐久性、耐衝撃性等の物性、ミクロフィブリル化植物繊維の配向性に優れている。
[Polymer Composition]
The polymer composition of the present invention contains a polymer and microfibrillated plant fibers, and satisfies the above formulas (1) and (2). The polymer composition is excellent in physical properties such as viscoelasticity (E*, tan δ), durability, and impact resistance, and in the orientation of the microfibrillated plant fibers.

このような作用効果が得られるメカニズムは明らかではないが、以下のように推察される。
ポリマー及びミクロフィブリル化植物繊維を含む組成物が式(1)を満たす場合、ミクロフィブリル化植物繊維の配向によりE*の異方性が生じていると考えられるため、ポリマー中の該繊維の配向性が高いと推察される。更に式(2)を満たす場合、破断時応力が破断時伸びの50%時応力よりも2.6倍以上も高くなるので、配向方向に垂直な方向からの衝撃や振動に強くなっていると推察される。従って、前記ポリマー組成物は、粘弾性特性(E*(剛性)、tanδ(低燃費性))、耐衝撃性等の物性や、ミクロフィブリル化植物繊維の配向性に優れ、振動や衝撃に強い組成物を提供できると推察される。
The mechanism by which such an effect is obtained is not clear, but is presumed to be as follows.
When a composition containing a polymer and microfibrillated plant fibers satisfies formula (1), it is believed that the orientation of the microfibrillated plant fibers causes anisotropy in E*, and therefore it is presumed that the orientation of the fibers in the polymer is high. Furthermore, when formula (2) is satisfied, the stress at break is 2.6 times or more higher than the stress at 50% of the elongation at break, and therefore it is presumed that the composition is resistant to impacts and vibrations in a direction perpendicular to the orientation direction. Therefore, it is presumed that the polymer composition can provide a composition that is excellent in physical properties such as viscoelastic properties (E* (rigidity), tan δ (fuel economy)) and impact resistance, and in the orientation of the microfibrillated plant fibers, and is resistant to vibrations and impacts.

前記ポリマー組成物は、押出方向の複素弾性率E*a〔MPa〕と、該押出方向の直交方向の複素弾性率(該押出方向に直交する方向の複素弾性率)E*b〔MPa〕との比(E*a/E*b)が下記式(1)を満たす。
E*a/E*b≧1.3 (1)
粘弾性特性(E*、tanδ)、耐久性、耐衝撃性等の物性、ミクロフィブリル化植物繊維の配向性の観点から、E*a/E*bは、1.4以上、1.5以上、1.8以上、2.0以上、2.2以上でもよい。上限は特に限定されないが、押出方向の耐亀裂成長性の観点から、E*a/E*bは、8.0以下、6.0以下、5.0以下でもよい。
The polymer composition has a ratio (E*a/E*b) of a complex elastic modulus E*a [MPa] in the extrusion direction to a complex elastic modulus E*b [MPa] in a direction perpendicular to the extrusion direction (complex elastic modulus in a direction perpendicular to the extrusion direction) that satisfies the following formula (1):
E*a/E*b≧1.3 (1)
From the viewpoints of physical properties such as viscoelastic properties (E*, tan δ), durability, and impact resistance, and the orientation of the microfibrillated plant fibers, E*a/E*b may be 1.4 or more, 1.5 or more, 1.8 or more, 2.0 or more, or 2.2 or more. There is no particular upper limit, but from the viewpoint of crack growth resistance in the extrusion direction, E*a/E*b may be 8.0 or less, 6.0 or less, or 5.0 or less.

前記ポリマー組成物は、押出方向伸長時の破断応力(押出方向に伸ばした時の破断応力)TBa〔MPa〕と、該押出方向伸長時における破断時伸びの50%伸長時の応力(該押出方向に伸ばした時の破断時伸びの50%(破断時伸びの半分)を該押出方向に伸ばした時の応力)FBa〔MPa〕との比(TBa/FBa)との比が下記式(2)を満たす。
TBa/FBa≧2.6 (2)
粘弾性特性(E*、tanδ)、耐久性、耐衝撃性等の物性、ミクロフィブリル化植物繊維の配向性の観点から、TBa/FBaは、3.0以上、3.1以上、3.2以上、3.4以上、3.5以上でもよい。上限は特に限定されないが、押出方向の耐振動性の観点から、TBa/FBaは、8.0以下、6.0以下、5.0以下でもよい。
The polymer composition has a ratio (TBa/FBa) of a breaking stress when elongated in the extrusion direction (breaking stress when elongated in the extrusion direction) TBa [MPa] to a stress when elongated in the extrusion direction by 50% of the elongation at break (stress when elongated in the extrusion direction by 50% (half of the elongation at break) of the elongation at break when elongated in the extrusion direction), which satisfies the following formula (2):
TBa/FBa≧2.6 (2)
From the viewpoints of physical properties such as viscoelastic properties (E*, tan δ), durability, and impact resistance, and the orientation of the microfibrillated plant fibers, TBa/FBa may be 3.0 or more, 3.1 or more, 3.2 or more, 3.4 or more, or 3.5 or more. There is no particular upper limit, but from the viewpoint of vibration resistance in the extrusion direction, TBa/FBa may be 8.0 or less, 6.0 or less, or 5.0 or less.

このように、本発明は、ポリマー及びミクロフィブリル化植物繊維を含む配合において、式(1)、(2)を満たすポリマー組成物の構成にすることにより、粘弾性特性(E*、tanδ)、耐久性、耐衝撃性等の物性、ミクロフィブリル化植物繊維の配向性の改善という課題(目的)を解決するものである。すなわち、式(1)、(2)のパラメーターは課題(目的)を規定したものではなく、本願の課題は、粘弾性特性(E*、tanδ)、耐久性、耐衝撃性等の物性、ミクロフィブリル化植物繊維の配向性の改善であり、そのための解決手段として当該パラメーターを満たす構成にしたものである。 In this way, the present invention solves the problem (objective) of improving physical properties such as viscoelastic properties (E*, tan δ), durability, and impact resistance, and the orientation of microfibrillated plant fibers, by configuring a polymer composition that satisfies formulas (1) and (2) in a blend containing a polymer and microfibrillated plant fibers. In other words, the parameters of formulas (1) and (2) do not define the problem (objective), and the object of the present application is to improve physical properties such as viscoelastic properties (E*, tan δ), durability, and impact resistance, and the orientation of microfibrillated plant fibers, and a configuration that satisfies the parameters is used as a means to achieve this.

前記ポリマー組成物は、押出方向の複素弾性率E*a〔MPa〕が下記式(1-1)を満たすことが好ましい。
1.0MPa≦E*a≦100MPa (1-1)
粘弾性特性(E*、tanδ)、耐久性、耐衝撃性等の物性、ミクロフィブリル化植物繊維の配向性の観点から、下限は1.2MPa以上、1.5MPa以上、6MPa以上、8MPa以上、10MPa以上、12MPa以上でもよい。上限は特に限定されないが、押出方向の耐衝撃性の観点から、90MPa以下がより好ましく、60MPa以下が更に好ましく、40MPa以下が特に好ましく、20MPa以下が最も好ましくい。
It is preferable that the polymer composition has a complex elastic modulus E*a [MPa] in the extrusion direction that satisfies the following formula (1-1).
1.0MPa≦E*a≦100MPa (1-1)
From the viewpoints of physical properties such as viscoelastic properties (E*, tan δ), durability, impact resistance, and the orientation of the microfibrillated plant fibers, the lower limit may be 1.2 MPa or more, 1.5 MPa or more, 6 MPa or more, 8 MPa or more, 10 MPa or more, or 12 MPa or more. The upper limit is not particularly limited, but from the viewpoint of impact resistance in the extrusion direction, it is more preferably 90 MPa or less, even more preferably 60 MPa or less, particularly preferably 40 MPa or less, and most preferably 20 MPa or less.

前記ポリマー組成物は、押出方向伸長時の破断応力TBa〔MPa〕が下記式(2-1)を満たすことが好ましい。
12MPa≦TBa≦50MPa (2-1)
粘弾性特性(E*、tanδ)、耐久性、耐衝撃性等の物性、ミクロフィブリル化植物繊維の配向性の観点から、下限は10MPa以上、15MPa以上、18MPa以上、20MPa以上、25MPa以上、30MPa以上でもよい。上限は特に限定されないが、押出方向の耐振動性の観点から、45MPa以下がより好ましい。
It is preferable that the polymer composition has a breaking stress TBa [MPa] when elongated in the extrusion direction that satisfies the following formula (2-1).
12MPa≦TBa≦50MPa (2-1)
From the viewpoints of physical properties such as viscoelastic properties (E*, tan δ), durability, impact resistance, and the orientation of the microfibrillated plant fibers, the lower limit may be 10 MPa or more, 15 MPa or more, 18 MPa or more, 20 MPa or more, 25 MPa or more, or 30 MPa or more. The upper limit is not particularly limited, but from the viewpoint of vibration resistance in the extrusion direction, 45 MPa or less is more preferable.

ここで、式(1)、(2)や、(1-1)、(2-1)を充足させる方法として、ポリマー中にミクロフィブリル化植物繊維を十分に配向させる手法が挙げられる。具体的には、(a)オイル中にミクロフィブリル化植物繊維を分散させた分散液と、ポリマーとを混合する方法、(b)有機酸アミンを用いる方法、等を単独又は適宜組み合わせる手法が挙げられる。 Here, as a method for satisfying formulas (1), (2), (1-1), and (2-1), there is a method for sufficiently orienting the microfibrillated plant fibers in the polymer. Specifically, there are (a) a method for mixing a dispersion liquid in which the microfibrillated plant fibers are dispersed in oil with a polymer, and (b) a method for using an organic acid amine, which may be used alone or in combination as appropriate.

ミクロフィブリル化植物繊維そのものは水溶性であるので、一般に、疎水系のポリマー(ゴム、樹脂等)に対して良好な分散状態を得るためには、ミクロフィブリル化植物繊維を疎水化(変性)させて得られた変性ミクロフィブリル化植物繊維を用い、ウェットマスターバッチを作製する必要がある。そして、そのウェットマスターバッチ製造時の分散剤には、一般に水溶性高分子(カルボキシメチルセルロース(CMC)、ポリビニルアルコール(PVA)等)が用いられている。これに対し、例えば、特定の分散剤(有機酸アミン)を用いて予めオイル中にミクロフィブリル化植物繊維を分散させた分散液を、ポリマーと混合することにより、未変性のミクロフィブリル化植物繊維を用いた場合でも、従来の変性ミクロフィブリル化植物繊維を含むウェットマスターバッチを用いた場合と、同等以上の粘弾性特性(E*、tanδ)、耐久性、耐衝撃性等の物性、ミクロフィブリル化植物繊維の配向性が得られる。 Since the microfibrillated plant fiber itself is water-soluble, in order to obtain a good dispersion state in hydrophobic polymers (rubber, resin, etc.), it is generally necessary to prepare a wet masterbatch using modified microfibrillated plant fiber obtained by hydrophobizing (modifying) the microfibrillated plant fiber. In addition, a water-soluble polymer (carboxymethyl cellulose (CMC), polyvinyl alcohol (PVA), etc.) is generally used as a dispersant when producing the wet masterbatch. In contrast, for example, by mixing a dispersion in which microfibrillated plant fiber is dispersed in oil in advance using a specific dispersant (organic acid amine) with a polymer, it is possible to obtain physical properties such as viscoelastic properties (E*, tan δ), durability, impact resistance, and orientation of the microfibrillated plant fiber that are equal to or greater than those obtained when a wet masterbatch containing conventional modified microfibrillated plant fiber is used, even when unmodified microfibrillated plant fiber is used.

なお、E*a、E*bは、それぞれ温度70℃、動歪み1%で測定した複素弾性率であり、後述の実施例に記載の方法により測定される。TBa、FBaは、JIS K6251:2017に準じて、標準試験温度(23±2℃)で測定した値であり、後述の実施例に記載の方法で測定される。ポリマーがゴムの場合、E*a、E*b、TBa、FBaは加硫後のゴム組成物の物性である。 E*a and E*b are complex moduli measured at a temperature of 70°C and a dynamic strain of 1%, and are measured by the method described in the Examples section below. TBa and FBa are values measured at the standard test temperature (23±2°C) in accordance with JIS K6251:2017, and are measured by the method described in the Examples section below. When the polymer is rubber, E*a, E*b, TBa, and FBa are physical properties of the rubber composition after vulcanization.

押出方向、及び該押出方向の直交方向とは、押出成形機の押出口から成形材料が押し出される方向、及びそれに直交する方向である。タイヤの場合、押出方向をタイヤ周方向、該押出方向の直交方向をタイヤ径方向とすることが望ましい。タイヤ周方向、タイヤ径方向は、具体的には特開2009-202865号公報の図1等に記載の方向である。 The extrusion direction and the direction perpendicular to the extrusion direction are the direction in which the molding material is extruded from the extrusion port of the extrusion molding machine and the direction perpendicular to that. In the case of tires, it is desirable to set the extrusion direction as the tire circumferential direction and the direction perpendicular to the extrusion direction as the tire radial direction. The tire circumferential direction and tire radial direction are specifically the directions described in Figure 1 of JP 2009-202865 A, etc.

(ポリマー)
ポリマーとしては特に限定されず、例えば、ゴム、樹脂等の公知の高分子が挙げられる。これらのポリマーは単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
(polymer)
The polymer is not particularly limited, and examples thereof include known polymers such as rubber, resin, etc. These polymers may be used alone or in combination of two or more kinds.

ゴムとしては、ゴム工業において用いられる一般的なゴムを使用することができ、天然ゴム(NR)、イソプレンゴム(IR)、ブタジエンゴム(BR)、スチレンブタジエンゴム(SBR)、スチレンイソプレンブタジエンゴム(SIBR)、エチレンプロピレンジエンゴム(EPDM)、クロロプレンゴム(CR)、アクリロニトリルブタジエンゴム(NBR)などのジエン系ゴム、ハロゲン化ブチルゴム(X-IIR)、ブチルゴム(IIR)などのブチル系ゴム、フッ素ゴムなどが挙げられる。タイヤに適用する場合、タイヤ物性の観点から、NR、BR、SBR等を好適に使用できる。 The rubber may be any rubber commonly used in the rubber industry, including diene rubbers such as natural rubber (NR), isoprene rubber (IR), butadiene rubber (BR), styrene butadiene rubber (SBR), styrene isoprene butadiene rubber (SIBR), ethylene propylene diene rubber (EPDM), chloroprene rubber (CR), and acrylonitrile butadiene rubber (NBR), butyl rubbers such as halogenated butyl rubber (X-IIR) and butyl rubber (IIR), and fluororubber. When applied to tires, NR, BR, SBR, etc. can be preferably used from the viewpoint of tire properties.

NRとしては特に制限されず、例えば、SIR20、RSS♯3、TSR20等、タイヤ工業において一般的なものを使用できる。NRは、改質されていてもよく、例えば、エポキシ化天然ゴム(ENR)、脱タンパク質天然ゴム(DPNR)、高純度天然ゴム(UPNR)、水素化天然ゴム(HNR)、グラフト化天然ゴムなどの改質天然ゴムが例示される。 NR is not particularly limited, and can be any commonly used in the tire industry, such as SIR20, RSS#3, or TSR20. NR may be modified, such as modified natural rubbers such as epoxidized natural rubber (ENR), deproteinized natural rubber (DPNR), highly purified natural rubber (UPNR), hydrogenated natural rubber (HNR), and grafted natural rubber.

ポリマー組成物において、ポリマー100質量%中のNRの含有量は特に限定されず、用途に応じて適宜選択すればよい。例えば、低燃費性の観点からは、好ましくは20質量%以上、より好ましくは30質量%以上、更に好ましくは40質量%以上である。該含有量の上限は特に限定されず、100質量%でもよい。 In the polymer composition, the content of NR in 100% by mass of the polymer is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the application. For example, from the viewpoint of low fuel consumption, it is preferably 20% by mass or more, more preferably 30% by mass or more, and even more preferably 40% by mass or more. The upper limit of the content is not particularly limited and may be 100% by mass.

BRとしては特に限定されず、例えば、高シス含量のBR、1,2-シンジオタクチックポリブタジエン結晶を含有するBR(SPB含有BR)、希土類元素系触媒を用いて合成されたブタジエンゴム(希土類系BR)、スズ化合物により変性されたスズ変性ブタジエンゴム(スズ変性BR)等、タイヤ工業において一般的なものが挙げられる。市販品としては、宇部興産(株)、JSR(株)、旭化成(株)、日本ゼオン(株)等の製品を使用できる。これらは、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。 The BR is not particularly limited, and examples thereof include those commonly used in the tire industry, such as BR with a high cis content, BR containing 1,2-syndiotactic polybutadiene crystals (SPB-containing BR), butadiene rubber synthesized using a rare earth element catalyst (rare earth BR), and tin-modified butadiene rubber modified with a tin compound (tin-modified BR). Commercially available products include those from Ube Industries, Ltd., JSR Corporation, Asahi Kasei Corporation, Zeon Corporation, and the like. These may be used alone or in combination of two or more types.

BRのシス含量は、良好な耐屈曲疲労性の観点からは、好ましくは80質量%以上、より好ましくは85質量%以上、更に好ましくは90質量%以上、特に好ましくは95質量%以上である。なお、本明細書において、シス含量は、赤外吸収スペクトル分析により算出される値である。 From the viewpoint of good flexural fatigue resistance, the cis content of BR is preferably 80% by mass or more, more preferably 85% by mass or more, even more preferably 90% by mass or more, and particularly preferably 95% by mass or more. In this specification, the cis content is a value calculated by infrared absorption spectrum analysis.

ポリマー組成物において、ポリマー100質量%中のBRの含有量は特に限定されず、用途に応じて適宜選択すればよい。例えば、低温特性の観点からは、好ましくは20質量%以上、より好ましくは30質量%以上、更に好ましくは40質量%以上である。また、該含有量の上限は特に限定されないが、好ましくは80質量%以下、より好ましくは70質量%以下、更に好ましくは60質量%以下である。 In the polymer composition, the content of BR in 100% by mass of the polymer is not particularly limited, and may be appropriately selected depending on the application. For example, from the viewpoint of low-temperature properties, it is preferably 20% by mass or more, more preferably 30% by mass or more, and even more preferably 40% by mass or more. In addition, the upper limit of the content is not particularly limited, but is preferably 80% by mass or less, more preferably 70% by mass or less, and even more preferably 60% by mass or less.

SBRとしては、特に限定されず、例えば、乳化重合スチレンブタジエンゴム(E-SBR)、溶液重合スチレンブタジエンゴム(S-SBR)等を使用できる。市販品としては、例えば、住友化学(株)、JSR(株)、旭化成(株)、日本ゼオン(株)、ダウ社等により製造・販売されているSBRを使用できる。 The SBR is not particularly limited, and examples of the SBR that can be used include emulsion-polymerized styrene-butadiene rubber (E-SBR) and solution-polymerized styrene-butadiene rubber (S-SBR). Commercially available SBRs that can be used include those manufactured and sold by Sumitomo Chemical Co., Ltd., JSR Corporation, Asahi Kasei Corporation, Nippon Zeon Co., Ltd., Dow Corporation, etc.

ポリマー組成物において、ポリマー100質量%中のSBRの含有量は特に限定されず、用途に応じて適宜選択すればよい。例えば、グリップ性能の観点からは、好ましくは20質量%以上、より好ましくは30質量%以上、更に好ましくは40質量%以上である。また、該含有量の上限は特に限定されず、100質量%でもよい。 In the polymer composition, the content of SBR in 100% by mass of the polymer is not particularly limited, and may be appropriately selected depending on the application. For example, from the viewpoint of grip performance, it is preferably 20% by mass or more, more preferably 30% by mass or more, and even more preferably 40% by mass or more. In addition, the upper limit of the content is not particularly limited, and may be 100% by mass.

BR、SBRとしては、非変性BR、非変性SBRでもよいし、変性BR、変性SBRでもよい。変性BR、変性SBRとしては、シリカ等の充填剤と相互作用する官能基を有するBR、SBRであればよく、例えば、BR、SBRの少なくとも一方の末端を、上記官能基を有する化合物(変性剤)で変性された末端変性BR、SBR(末端に上記官能基を有する末端変性BR、SBR)や、主鎖に上記官能基を有する主鎖変性BR、SBRや、主鎖及び末端に上記官能基を有する主鎖末端変性BR、SBR(例えば、主鎖に上記官能基を有し、少なくとも一方の末端を上記変性剤で変性された主鎖末端変性BR、SBR)や、分子中に2個以上のエポキシ基を有する多官能化合物により変性(カップリング)され、水酸基やエポキシ基が導入された末端変性BR、SBR等が挙げられる。 BR and SBR may be unmodified BR and unmodified SBR, or modified BR and modified SBR. Modified BR and modified SBR may be BR and SBR having a functional group that interacts with a filler such as silica. For example, terminal-modified BR and SBR (terminal-modified BR and SBR having the above-mentioned functional group at the terminal) in which at least one terminal of BR and SBR is modified with a compound (modifier) having the above-mentioned functional group, main-chain-modified BR and SBR having the above-mentioned functional group in the main chain, main-chain terminal-modified BR and SBR having the above-mentioned functional group in the main chain and at least one terminal (for example, main-chain terminal-modified BR and SBR having the above-mentioned functional group in the main chain and modified with the above-mentioned modifier) and terminal-modified BR and SBR modified (coupled) with a polyfunctional compound having two or more epoxy groups in the molecule and having a hydroxyl group or epoxy group introduced therein may be mentioned.

上記官能基としては、例えば、アミノ基、アミド基、シリル基、アルコキシシリル基、イソシアネート基、イミノ基、イミダゾール基、ウレア基、エーテル基、カルボニル基、オキシカルボニル基、メルカプト基、スルフィド基、ジスルフィド基、スルホニル基、スルフィニル基、チオカルボニル基、アンモニウム基、イミド基、ヒドラゾ基、アゾ基、ジアゾ基、カルボキシル基、ニトリル基、ピリジル基、アルコキシ基、水酸基、オキシ基、エポキシ基等が挙げられる。なお、これらの官能基は、置換基を有していてもよい。なかでも、タイヤ物性の観点からは、アミノ基(好ましくはアミノ基が有する水素原子が炭素数1~6のアルキル基に置換されたアミノ基)、アルコキシ基(好ましくは炭素数1~6のアルコキシ基)、アルコキシシリル基(好ましくは炭素数1~6のアルコキシシリル基)が好ましい。 The functional groups include, for example, amino groups, amide groups, silyl groups, alkoxysilyl groups, isocyanate groups, imino groups, imidazole groups, urea groups, ether groups, carbonyl groups, oxycarbonyl groups, mercapto groups, sulfide groups, disulfide groups, sulfonyl groups, sulfinyl groups, thiocarbonyl groups, ammonium groups, imide groups, hydrazo groups, azo groups, diazo groups, carboxyl groups, nitrile groups, pyridyl groups, alkoxy groups, hydroxyl groups, oxy groups, and epoxy groups. These functional groups may have a substituent. Among them, from the viewpoint of tire physical properties, amino groups (preferably amino groups in which the hydrogen atoms of the amino groups are substituted with alkyl groups having 1 to 6 carbon atoms), alkoxy groups (preferably alkoxy groups having 1 to 6 carbon atoms), and alkoxysilyl groups (preferably alkoxysilyl groups having 1 to 6 carbon atoms) are preferred.

樹脂としては特に限定されず、例えば、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリ塩化ビニリデン、フッ素樹脂(テトラクロロエチレン、ヘキフロロプロピレン、クロロトリフロロエチレン、フッ化ビリニデン、フッ化ビニル、ペルフルオロアルキルビニルエーテル等の単独重合体又は共重合体等)、(メタ)アクリル系樹脂((メタ)アクリル酸、(メタ)アクリロニトリル、(メタ)アクリル酸エステル、(メタ)アクリルアミド類等の単独重合体又は共重合体等)、ポリアミド樹脂(ナイロン樹脂、PA)、ポリエステル(芳香族ポリエステル、脂肪族ポリエステル、不飽和ポリエステル等)、ポリ乳酸樹脂、ポリ乳酸とポリエステル共重合樹脂、アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン共重合体(ABS樹脂)、ポリカーボネート(ビスフェノールAやその誘導体のビスフェノール類と、ホスゲン又はフェニルジカーボネートとの反応物等)、ポリフェニレンオキシド、(熱可塑性)ポリウレタン(ジイソシアネート類とジオール類との共重合体等)、ポリアセタール(POM)、ビニルエーテル樹脂、ポリスルホン系樹脂(4,4’-ジクロロジフェニルスルホンやビスフェノールA等の共重合体等)、セルロース系樹脂(トリアセチル化セルロース、ジアセチル化セルロース等)等の熱可塑性樹脂;等が挙げられる。 The resin is not particularly limited, and examples thereof include polyethylene (PE), polypropylene (PP), polyvinyl chloride, polystyrene, polyvinylidene chloride, fluororesins (homopolymers or copolymers of tetrachloroethylene, hexafluoropropylene, chlorotrifluoroethylene, vinylidene fluoride, vinyl fluoride, perfluoroalkyl vinyl ether, etc.), (meth)acrylic resins (homopolymers or copolymers of (meth)acrylic acid, (meth)acrylonitrile, (meth)acrylic acid esters, (meth)acrylamides, etc.), polyamide resins (nylon resins, PA), polyesters (aromatic polyesters, aliphatic polyesters, unsaturated polyesters, etc.), and the like. thermoplastic resins such as polylactic acid resin, polylactic acid and polyester copolymer resin, acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer (ABS resin), polycarbonate (reaction product of bisphenol A or its derivatives, bisphenols, with phosgene or phenyl dicarbonate, etc.), polyphenylene oxide, (thermoplastic) polyurethane (copolymer of diisocyanates and diols, etc.), polyacetal (POM), vinyl ether resin, polysulfone resin (copolymer of 4,4'-dichlorodiphenyl sulfone and bisphenol A, etc.), cellulose resin (triacetylated cellulose, diacetylated cellulose, etc.), etc.

(ミクロフィブリル化植物繊維)
粘弾性特性(E*、tanδ)、耐久性、耐衝撃性等の物性、ミクロフィブリル化植物繊維の配向性及び分散性等の観点から、ポリマー組成物において、ポリマー100質量部に対して、ミクロフィブリル化植物繊維を0.5~30質量部含むことが好ましい。下限は、1質量部以上がより好ましく、3質量部以上が更に好ましく、4質量部以上が特に好ましい。上限は、25質量部以下がより好ましく、20質量部以下が更に好ましく、15質量部以下が特に好ましい。
(Microfibrillated plant fibers)
From the viewpoints of physical properties such as viscoelastic properties (E*, tan δ), durability, and impact resistance, and the orientation and dispersibility of the microfibrillated plant fibers, the polymer composition preferably contains 0.5 to 30 parts by mass of microfibrillated plant fibers per 100 parts by mass of the polymer. The lower limit is more preferably 1 part by mass or more, even more preferably 3 parts by mass or more, and particularly preferably 4 parts by mass or more. The upper limit is more preferably 25 parts by mass or less, even more preferably 20 parts by mass or less, and particularly preferably 15 parts by mass or less.

ミクロフィブリル化植物繊維としては、破壊強度、耐摩耗性等の観点から、セルロースミクロフィブリルが好ましい。セルロースミクロフィブリルとしては、天然物由来のものであれば特に制限されず、例えば、果実、穀物、根菜などの資源バイオマス、木材、竹、麻、ジュート、ケナフ、及びこれらを原料として得られるパルプや紙、布、農作物残廃物、食品廃棄物や下水汚泥などの廃棄バイオマス、稲わら、麦わら、間伐材などの未使用バイオマスの他、ホヤ、酢酸菌等の生産するセルロースなどに由来するものが挙げられる。これらミクロフィブリル化植物繊維は、1種を用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。 As the microfibrillated plant fiber, cellulose microfibrils are preferred from the viewpoints of breaking strength, abrasion resistance, etc. The cellulose microfibrils are not particularly limited as long as they are derived from natural products, and examples include those derived from resource biomass such as fruits, grains, and root vegetables, wood, bamboo, hemp, jute, and kenaf, and pulp, paper, cloth, agricultural waste, waste biomass such as food waste and sewage sludge obtained using these as raw materials, unused biomass such as rice straw, wheat straw, and thinning materials, as well as cellulose produced by sea squirts, acetic acid bacteria, etc. These microfibrillated plant fibers may be used alone or in combination of two or more types.

なお、本明細書において、セルロースミクロフィブリルとは、典型的には、平均繊維径が数十μm(20~30μm以下等)以下、好ましくは10μm以下の範囲内であるセルロース繊維、より典型的には、セルロース分子の集合により形成されている平均繊維径500nm以下の微小構造を有するセルロース繊維(平均繊維径が数十μm以下、10μm以下、500nm以下のミクロフィブリル化植物繊維)を意味する。なお、典型的なセルロースミクロフィブリルは、例えば、上記のような平均繊維径を有するセルロース繊維の集合体として形成されていることができる。 In this specification, cellulose microfibrils typically refer to cellulose fibers with an average fiber diameter of several tens of μm (e.g., 20 to 30 μm or less), preferably 10 μm or less, and more typically refer to cellulose fibers having a microstructure with an average fiber diameter of 500 nm or less formed by an assembly of cellulose molecules (microfibrillated plant fibers with an average fiber diameter of several tens of μm or less, 10 μm or less, or 500 nm or less). Typical cellulose microfibrils can be formed, for example, as an assembly of cellulose fibers having the average fiber diameter as described above.

ミクロフィブリル化植物繊維の製造方法としては特に限定されないが、例えば、セルロースミクロフィブリルの原料を必要に応じて水酸化ナトリウム等のアルカリで化学処理した後、リファイナー、二軸混練機(二軸押出機)、二軸混練押出機、高圧ホモジナイザー、媒体撹拌ミル、石臼、グラインダー、振動ミル、サンドグラインダー等により機械的に磨砕ないし叩解する方法が挙げられる。これらの方法では、化学処理によって原料からリグニンが分離されるため、リグニンを実質的に含有しないミクロフィブリル化植物繊維が得られる。また、その他の方法として、セルロースミクロフィブリルの原料を超高圧処理する方法なども挙げられる。 The method for producing microfibrillated plant fibers is not particularly limited, but examples include a method in which the raw material for cellulose microfibrils is chemically treated with an alkali such as sodium hydroxide as necessary, and then mechanically ground or beaten using a refiner, twin-screw kneader (twin-screw extruder), twin-screw kneading extruder, high-pressure homogenizer, media stirring mill, stone mill, grinder, vibration mill, sand grinder, etc. In these methods, lignin is separated from the raw material by chemical treatment, so microfibrillated plant fibers that are substantially free of lignin are obtained. Another example is a method in which the raw material for cellulose microfibrils is subjected to ultra-high pressure treatment.

ミクロフィブリル化植物繊維としては、例えば、(株)スギノマシン、ダイセルファインケム(株)等の製品を使用できる。 Examples of microfibrillated plant fibers that can be used include products from Sugino Machine Ltd. and Daicel FineChem Ltd.

なお、ミクロフィブリル化植物繊維は、前記のとおり、上記製造方等法により得られた未変性のミクロフィブリル化植物繊維でも十分にポリマー中に配向させることができるが、当然に、未変性のミクロフィブリル化植物繊維の他、酸化処理や種々の化学変性処理などを施したものや、セルロースミクロフィブリルの由来となり得る天然物(例えば、木材、パルプ、竹、麻、ジュート、ケナフ、農作物残廃物、布、紙、ホヤセルロース等)をセルロース原料として、酸化処理や種々の化学変性処理などを行い、その後に必要に応じて解繊処理を行ったものも使用できる(化学変性ミクロフィブリル化植物繊維等)。 As described above, the microfibrillated plant fibers obtained by the above-mentioned manufacturing method can be sufficiently oriented in the polymer, but in addition to the unmodified microfibrillated plant fibers, it is also possible to use those that have been subjected to oxidation treatment or various chemical modification treatments, and those that have been subjected to oxidation treatment or various chemical modification treatments using natural products that can be used to produce cellulose microfibrils (e.g., wood, pulp, bamboo, hemp, jute, kenaf, agricultural waste, cloth, paper, sea squirt cellulose, etc.) as cellulose raw materials and then defibration treatment as necessary (chemically modified microfibrillated plant fibers, etc.).

ミクロフィブリル化植物繊維の化学変性の態様としては、例えば、エステル化処理、エーテル化処理、アセタール化処理等が例示される。具体的には、アセチル化等のアシル化、シアノエチル化、アミノ化、スルホンエステル化、リン酸エステル化、アルキルエステル化、アルキルエーテル化、複合エステル化、β-ケトエステル化、ブチル化等のアルキル化、塩素化、等が好ましく例示される。更には、アルキルカルバメート化、アリールカルバメート化も例示できる。 Examples of chemical modification of microfibrillated plant fibers include, for example, esterification, etherification, and acetalization. Specific examples include acylation such as acetylation, cyanoethylation, amination, sulfone esterification, phosphate esterification, alkyl esterification, alkyl etherification, complex esterification, β-keto esterification, alkylation such as butylation, and chlorination. Further examples include alkyl carbamate and aryl carbamate.

化学変性ミクロフィブリル化植物繊維は、置換度が0.2~2.5の範囲内となるように化学変性されていることが好ましい。ここで置換度とは、セルロースの水酸基のうち化学変性によって他の官能基に置換された水酸基のグルコース環単位当りの平均個数を意味し、理論上最大値は3である。該置換度は、0.3~2.5の範囲内であることがより好ましく、0.5~2.3の範囲内であることが更に好ましく、0.5~2.0の範囲内であることが特に好ましい。なお、上記化学変性ミクロフィブリル化植物繊維が2種以上の組み合わせからなる場合、置換度は、化学変性ミクロフィブリル化植物繊維全体での平均として算出される。 The chemically modified microfibrillated plant fiber is preferably chemically modified so that the degree of substitution is within the range of 0.2 to 2.5. Here, the degree of substitution means the average number of hydroxyl groups per glucose ring unit of cellulose hydroxyl groups that have been replaced with other functional groups by chemical modification, and the theoretical maximum value is 3. The degree of substitution is more preferably within the range of 0.3 to 2.5, even more preferably within the range of 0.5 to 2.3, and particularly preferably within the range of 0.5 to 2.0. Note that when the above-mentioned chemically modified microfibrillated plant fiber is a combination of two or more types, the degree of substitution is calculated as the average for the entire chemically modified microfibrillated plant fiber.

化学変性ミクロフィブリル化植物繊維における該置換度は、例えば、0.5N-NaOHと0.2N-HClとを用いる滴定法やNMR、赤外吸収スペクトル等の測定によって確認できる。 The degree of substitution in chemically modified microfibrillated plant fibers can be confirmed, for example, by titration using 0.5N NaOH and 0.2N HCl, or by measurements such as NMR and infrared absorption spectroscopy.

好適な化学変性ミクロフィブリル化植物繊維としては、置換度が0.3~2.5の範囲内のアミノ化ミクロフィブリル化植物繊維を例示できる。該置換度は、0.3~2.0が好ましく、0.5~2.3がより好ましく、0.7~2.0が更に好ましく、0.9~1.8が特に好ましい。 A suitable example of a chemically modified microfibrillated plant fiber is an aminated microfibrillated plant fiber with a degree of substitution in the range of 0.3 to 2.5. The degree of substitution is preferably 0.3 to 2.0, more preferably 0.5 to 2.3, even more preferably 0.7 to 2.0, and particularly preferably 0.9 to 1.8.

化学変性ミクロフィブリル化植物繊維がアセチル化ミクロフィブリル化植物繊維の場合は置換度が0.3~2.5、スルホンエステル化ミクロフィブリル化植物繊維の場合は置換度が0.3~1.8、アルキルエステル化ミクロフィブリルセルロースの場合は置換度が0.3~1.8、複合エステル化ミクロフィブリルセルロースの場合は置換度が0.4~1.8、β-ケトエステル化ミクロフィブリルセルロースの場合は置換度が0.3~1.8、アルキルカルバメート化ミクロフィブリルセルロースの場合は置換度が0.3~1.8、アリールカルバメート化ミクロフィブリルセルロースの場合は置換度が0.3~1.8の範囲内が好ましい。 When the chemically modified microfibrillated plant fiber is an acetylated microfibrillated plant fiber, the degree of substitution is preferably within the range of 0.3 to 2.5; when it is a sulfone esterified microfibrillated plant fiber, the degree of substitution is preferably within the range of 0.3 to 1.8; when it is an alkyl esterified microfibrillated cellulose, the degree of substitution is preferably within the range of 0.3 to 1.8; when it is a complex esterified microfibrillated cellulose, the degree of substitution is preferably within the range of 0.4 to 1.8; when it is a β-keto esterified microfibrillated cellulose, the degree of substitution is preferably within the range of 0.3 to 1.8; when it is an alkyl carbamate microfibrillated cellulose, the degree of substitution is preferably within the range of 0.3 to 1.8; and when it is an aryl carbamate microfibrillated cellulose, the degree of substitution is preferably within the range of 0.3 to 1.8.

アセチル化は、例えば、ミクロフィブリル化植物繊維に、酢酸、濃硫酸、無水酢酸を加えて反応させる方法等で行なうことができる。具体的には、例えば、酢酸とトルエンとの混合溶媒中、硫酸触媒存在下で、ミクロフィブリル化植物繊維と無水酢酸とを反応させてアセチル化反応を進行させ、その後、溶媒を水に置き換える方法等、従来公知の方法で行なうことができる。 Acetylation can be carried out, for example, by adding acetic acid, concentrated sulfuric acid, or acetic anhydride to the microfibrillated plant fiber and reacting them. Specifically, for example, the acetylation reaction can be carried out by reacting the microfibrillated plant fiber with acetic anhydride in a mixed solvent of acetic acid and toluene in the presence of a sulfuric acid catalyst, and then replacing the solvent with water, or by other conventional methods.

アミノ化は、例えば、2,2,6,6-テトラメチルピペリジン-1-オキシル(TEMPO)等のN-オキシル化合物を用いた酸化処理を行った後に、例えば、アルコール(例えば、エタノール等の炭素数1~10のアルコール(好ましくは炭素数1~5のアルコール、より好ましくは炭素数1~4の第1級アルコール))中で、アミン化合物(例えば、オレイルアミン等の炭素数1~30の第1級アミン化合物(好ましくは飽和結合又は不飽和結合を有する炭素数3~25の第1級アミン化合物、より好ましくは不飽和結合を有する炭素数6~23の第1級アミン化合物、更に好ましくは不飽和二重結合を有する炭素数10~20の第1級アミン化合物))や4級アルキルアンモニウム塩(好ましくは、炭素数1~30の4級アルキルアンモニウム塩、より好ましくは、ヘキサデシルトリメチルアンモニウムクロリド等の炭素数1~20の4級アルキルアンモニウムハライド)と反応させ、親核置換反応させる方法や、トシルエステル化など公知の方法により行なうことができる。 Amination can be carried out, for example, by performing an oxidation treatment using an N-oxyl compound such as 2,2,6,6-tetramethylpiperidine-1-oxyl (TEMPO), followed by reacting with an amine compound (for example, a primary amine compound having 1 to 30 carbon atoms such as oleylamine (preferably a primary amine compound having 3 to 25 carbon atoms having a saturated or unsaturated bond, more preferably a primary amine compound having 6 to 23 carbon atoms having an unsaturated bond, and even more preferably a primary amine compound having 10 to 20 carbon atoms having an unsaturated double bond)) or a quaternary alkyl ammonium salt (preferably a quaternary alkyl ammonium salt having 1 to 30 carbon atoms, more preferably a quaternary alkyl ammonium halide having 1 to 20 carbon atoms such as hexadecyltrimethylammonium chloride) in an alcohol (for example, an alcohol having 1 to 10 carbon atoms such as ethanol (preferably an alcohol having 1 to 5 carbon atoms, more preferably a primary alcohol having 1 to 4 carbon atoms)) to cause a nucleophilic substitution reaction, or by known methods such as tosyl esterification.

スルホンエステル化は、例えば、ミクロフィブリル化植物繊維を硫酸に溶解して、水中に投入するのみの簡単な操作で行なうことができる。他にも、無水硫酸ガス処理、クロルスルホン酸とピリジンによって処理する方法等で行なうことができる。 Sulfonation can be carried out, for example, by a simple procedure of dissolving the microfibrillated plant fiber in sulfuric acid and then pouring it into water. It can also be carried out by other methods, such as treatment with anhydrous sulfuric acid gas or treatment with chlorosulfonic acid and pyridine.

リン酸エステル化は、例えば、ジメチルアミン処理等を施したミクロフィブリル化植物繊維をリン酸と尿素とで処理する方法により行なうことができる。 Phosphate esterification can be carried out, for example, by treating microfibrillated plant fibers that have been treated with dimethylamine or the like with phosphoric acid and urea.

アルキルエステル化は、例えば、ミクロフィブリル化植物繊維を塩基性条件下でカルボン酸クロライドを用いて反応させるSchotten-Baumann法(ショッテン・バウマン法)で行うことができ、また、アルキルエーテル化は、ミクロフィブリル化植物繊維を塩基性条件下でハロゲン化アルキルを用いて反応させるWilliamson法等で行なうことができる。 Alkyl esterification can be carried out, for example, by the Schotten-Baumann method, in which microfibrillated plant fibers are reacted with a carboxylic acid chloride under basic conditions, and alkyl etherification can be carried out by the Williamson method, in which microfibrillated plant fibers are reacted with an alkyl halide under basic conditions.

塩素化は、例えば、DMF(ジメチルホルムアミド)中で塩化チオニルを加えて加熱する方法で行なうことができる。 Chlorination can be carried out, for example, by adding thionyl chloride in DMF (dimethylformamide) and heating.

複合エステル化は、例えば、ミクロフィブリル化植物繊維に2種類以上のカルボン酸無水物またはカルボン酸クロライドを塩基性条件下で反応させる方法で行なうことができる。 Complex esterification can be carried out, for example, by reacting microfibrillated plant fibers with two or more types of carboxylic acid anhydrides or carboxylic acid chlorides under basic conditions.

β-ケトエステル化は、例えば、ミクロフィブリル化植物繊維にジケテンやアルキルケテンダイマーを反応させる方法、もしくはミクロフィブリル化植物繊維とアルキルアセトアセテートのようなβ-ケトエステル化合物のエステル交換反応により行なうことができる。 β-Ketoesterification can be carried out, for example, by reacting microfibrillated plant fibers with diketene or alkyl ketene dimer, or by transesterification of microfibrillated plant fibers with β-ketoester compounds such as alkyl acetoacetates.

アルキルカルバメート化は、例えば、ミクロフィブリル化植物繊維にアルキルイソシアナートを塩基性触媒またはスズ触媒存在下で反応させる方法で行なうことができる。 Alkyl carbamate formation can be carried out, for example, by reacting microfibrillated plant fibers with an alkyl isocyanate in the presence of a basic catalyst or a tin catalyst.

アリールカルバメート化は、例えば、ミクロフィブリル化植物繊維にアリールイソシアナートを塩基性触媒またはスズ触媒存在下で反応させる方法で行なうことができる。 Aryl carbamate formation can be carried out, for example, by reacting microfibrillated plant fibers with aryl isocyanate in the presence of a basic catalyst or a tin catalyst.

前記ポリマー組成物中におけるミクロフィブリル化植物繊維の平均繊維径は、粘弾性特性(E*、tanδ)、耐久性、耐衝撃性等の物性、ミクロフィブリル化植物繊維の配向性及び分散性の観点から、10μm以下であることが好ましい。当該平均繊維径は、500nm以下がより好ましく、200nm以下が更に好ましく、100nm以下が特に好ましく、50nm以下が最も好ましい。また、該平均繊維径の下限は特に制限されないが、ミクロフィブリル化植物繊維の絡まりがほどけにくく、分散し難いという理由から、3nm以上が好ましく、4nm以上がより好ましく、10nm以上が更に好ましく、20nm以上が特に好ましい。 The average fiber diameter of the microfibrillated plant fibers in the polymer composition is preferably 10 μm or less from the viewpoints of physical properties such as viscoelastic properties (E*, tan δ), durability, and impact resistance, and the orientation and dispersibility of the microfibrillated plant fibers. The average fiber diameter is more preferably 500 nm or less, even more preferably 200 nm or less, particularly preferably 100 nm or less, and most preferably 50 nm or less. There is no particular lower limit to the average fiber diameter, but because the microfibrillated plant fibers are difficult to disentangle and disperse, it is preferably 3 nm or more, more preferably 4 nm or more, even more preferably 10 nm or more, and particularly preferably 20 nm or more.

前記ポリマー組成物中におけるミクロフィブリル化植物繊維の平均繊維長は、100nm以上であることが好ましく、より好ましくは300nm以上、更に好ましくは500nm以上である。また、上限は特に限定されないが、5mm以下が好ましく、50μm以下がより好ましく、20μm以下が更に好ましく、10μm以下が特に好ましく、5μm以下が最も好ましい。平均繊維長が下限未満の場合や上限を超える場合は、前述の平均繊維径と同様の傾向がある。 The average fiber length of the microfibrillated plant fibers in the polymer composition is preferably 100 nm or more, more preferably 300 nm or more, and even more preferably 500 nm or more. The upper limit is not particularly limited, but is preferably 5 mm or less, more preferably 50 μm or less, even more preferably 20 μm or less, particularly preferably 10 μm or less, and most preferably 5 μm or less. When the average fiber length is less than the lower limit or exceeds the upper limit, the same tendency as the average fiber diameter described above is observed.

なお、ミクロフィブリル化植物繊維が2種以上の組み合わせからなる場合、平均繊維径、平均繊維長は、ミクロフィブリル化植物繊維全体での平均として算出される。 When the microfibrillated plant fiber is a combination of two or more types, the average fiber diameter and average fiber length are calculated as the average for the entire microfibrillated plant fiber.

粘弾性特性(E*、tanδ)、耐久性、耐衝撃性等の物性、ミクロフィブリル化植物繊維の配向性及び分散性の観点から、前記ポリマー組成物中におけるミクロフィブリル化植物繊維の平均アスペクト比は、10~1000であることが好ましい。下限は、50以上が好ましく、100以上がより好ましい。上限は、1000以下が好ましく、900以下がより好ましく、800以下が更に好ましい。
なお、上記平均アスペクト比は、下記式により算出することができる。
平均アスペクト比=平均繊維長/平均繊維径
From the viewpoints of physical properties such as viscoelastic properties (E*, tan δ), durability, and impact resistance, and the orientation and dispersibility of the microfibrillated plant fibers, the average aspect ratio of the microfibrillated plant fibers in the polymer composition is preferably 10 to 1000. The lower limit is preferably 50 or more, and more preferably 100 or more. The upper limit is preferably 1000 or less, more preferably 900 or less, and even more preferably 800 or less.
The average aspect ratio can be calculated by the following formula.
Average aspect ratio = average fiber length/average fiber diameter

本明細書において、ミクロフィブリル化植物繊維の平均繊維径及び平均繊維長は、走査型電子顕微鏡写真による画像解析、透過型電子顕微鏡写真による画像解析、原子間力顕微鏡写真による画像解析、X線散乱データの解析、細孔電気抵抗法(コールター原理法)等によって測定できる。 In this specification, the average fiber diameter and average fiber length of microfibrillated plant fibers can be measured by image analysis using scanning electron microscopy, image analysis using transmission electron microscopy, image analysis using atomic force microscopy, analysis of X-ray scattering data, pore electrical resistance method (Coulter principle method), etc.

ポリマー及びミクロフィブリル化植物繊維を含み、かつ前記式(1)、(2)を満たす前記ポリマー組成物は、例えば、ミクロフィブリル化植物繊維、オイル及び有機酸アミンを含む混合液を調製する工程1と、該混合液及びポリマーを含むポリマー組成物を作製する工程2とを含む製造方法などにより製造できる。なお、該製造方法は、上記工程を含む限り、その他の工程を含んでいてもよく、また、上記工程をそれぞれ、1回行ってもよいし、複数回繰り返し行ってもよい。 The polymer composition containing a polymer and microfibrillated plant fibers and satisfying the formulas (1) and (2) can be produced, for example, by a production method including step 1 of preparing a mixed liquid containing microfibrillated plant fibers, oil, and an organic acid amine, and step 2 of producing a polymer composition containing the mixed liquid and a polymer. As long as the production method includes the above steps, it may also include other steps, and each of the above steps may be performed once or repeatedly multiple times.

ミクロフィブリル化植物繊維、オイル及び有機酸アミンを含む混合液を調製する工程1は、これらを順次滴下、注入等を行ったり、ミクロフィブリル化植物繊維、オイル及び有機酸アミンの混合後、例えば、高速ホモジナイザー、超音波ホモジナイザー、コロイドミル、ブレンダ―ミル等を用いる公知の方法で分散させることにより調製できる。調製の際の温度や時間は、ミクロフィブリル化植物繊維がオイルに十分分散するよう、通常行われる範囲で適宜設定したり、混合液が所望の粘度となるよう粘度を測定しながら適宜調整したりすることができる。 In step 1, a mixed liquid containing microfibrillated plant fibers, oil, and an organic acid amine is prepared by sequentially dropping or injecting these, or by mixing the microfibrillated plant fibers, oil, and organic acid amine and then dispersing them by a known method using, for example, a high-speed homogenizer, an ultrasonic homogenizer, a colloid mill, a blender mill, or the like. The temperature and time during preparation can be appropriately set within the range normally used so that the microfibrillated plant fibers are sufficiently dispersed in the oil, or can be appropriately adjusted while measuring the viscosity of the mixed liquid so that it has the desired viscosity.

上記混合液において、粘弾性特性(E*、tanδ)、耐久性、耐衝撃性等の物性、ミクロフィブリル化植物繊維の配向性及び分散性の観点から、オイルとミクロフィブリル化植物繊維(固形分)との混合比〔オイル量(質量部)/ミクロフィブリル化植物繊維量(質量部)〕は、10/90~90/10が好ましく、20/80~80/20がより好ましく、30/70~70/30が更に好ましく、40/60~60/40が特に好ましい。 In the above mixture, from the viewpoints of physical properties such as viscoelastic properties (E*, tan δ), durability, and impact resistance, and the orientation and dispersibility of the microfibrillated plant fibers, the mixture ratio of oil to microfibrillated plant fibers (solid content) [oil amount (parts by mass)/microfibrillated plant fiber amount (parts by mass)] is preferably 10/90 to 90/10, more preferably 20/80 to 80/20, even more preferably 30/70 to 70/30, and particularly preferably 40/60 to 60/40.

上記混合液において、粘弾性特性(E*、tanδ)、耐久性、耐衝撃性等の物性、ミクロフィブリル化植物繊維の配向性及び分散性の観点から、ミクロフィブリル化植物繊維100質量部(固形分)に対する有機酸アミンの配合量は、0.1~50質量部の範囲内が好ましい。下限は、5質量部以上がより好ましく、10質量部以上が更に好ましい。上限は、30質量部以下がより好ましく、25質量部以下が更に好ましく、20質量部以下が特に好ましい。 In the above mixture, from the viewpoint of physical properties such as viscoelastic properties (E*, tan δ), durability, and impact resistance, and the orientation and dispersibility of the microfibrillated plant fiber, the amount of organic acid amine per 100 parts by mass (solid content) of microfibrillated plant fiber is preferably within the range of 0.1 to 50 parts by mass. The lower limit is more preferably 5 parts by mass or more, and even more preferably 10 parts by mass or more. The upper limit is more preferably 30 parts by mass or less, even more preferably 25 parts by mass or less, and particularly preferably 20 parts by mass or less.

(オイル)
オイルとしては特に限定されず、例えば、プロセスオイル、植物油脂、又はその混合物などの公知のオイルが挙げられる。プロセスオイルとしては、例えば、パラフィン系プロセスオイル、アロマ系プロセスオイル、ナフテン系プロセスオイル、TDAE、MES等の低PCA(多環式芳香族)プロセスオイルなどを使用できる。植物油脂としては、ひまし油、綿実油、あまに油、なたね油、大豆油、パーム油、やし油、落花生油、ロジン、パインオイル、パインタール、トール油、コーン油、こめ油、べに花油、ごま油、オリーブ油、ひまわり油、パーム核油、椿油、ホホバ油、マカデミアナッツ油、桐油等が挙げられる。これらは、1種を用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
(oil)
The oil is not particularly limited, and examples thereof include known oils such as process oil, vegetable oil, or mixtures thereof. Examples of process oils include paraffin-based process oil, aromatic process oil, naphthene-based process oil, low PCA (polycyclic aromatic) process oil such as TDAE and MES. Examples of vegetable oils include castor oil, cottonseed oil, linseed oil, rapeseed oil, soybean oil, palm oil, coconut oil, peanut oil, rosin, pine oil, pine tar, tall oil, corn oil, rice oil, safflower oil, sesame oil, olive oil, sunflower oil, palm kernel oil, camellia oil, jojoba oil, macadamia nut oil, and tung oil. These may be used alone or in combination of two or more.

LCA(Life Cycle Assessment)の観点からは、オイルとして、植物由来のグリセロール脂肪酸トリエステル(植物油脂)を用いることが好ましい。ここで、グリセロール脂肪酸トリエステルとは、脂肪酸とグリセリンとのエステル体であり、トリグリセリド、トリ-O-アシルグリセリンとも称される。 From the viewpoint of LCA (Life Cycle Assessment), it is preferable to use plant-derived glycerol fatty acid triester (vegetable oil) as the oil. Here, glycerol fatty acid triester is an ester of fatty acid and glycerin, and is also called triglyceride or tri-O-acylglycerin.

植物由来のグリセロール脂肪酸トリエステルを構成する脂肪酸としては、通常、パルミチン酸(炭素数16、不飽和結合数0)、ステアリン酸(炭素数18、不飽和結合数0)、オレイン酸(炭素数18、不飽和結合数1)、リノール酸(炭素数18、不飽和結合数2)が主成分をなすことが知られており、構成脂肪酸100質量%中のパルミチン酸、ステアリン酸、オレイン酸、リノール酸の合計含有量は、通常、80質量%以上、好ましくは90質量%以上である。 The fatty acids constituting plant-derived glycerol fatty acid triesters are known to be mainly palmitic acid (16 carbon atoms, 0 unsaturated bonds), stearic acid (18 carbon atoms, 0 unsaturated bonds), oleic acid (18 carbon atoms, 1 unsaturated bond), and linoleic acid (18 carbon atoms, 2 unsaturated bonds), and the total content of palmitic acid, stearic acid, oleic acid, and linoleic acid in 100% by mass of the constituent fatty acids is usually 80% by mass or more, preferably 90% by mass or more.

グリセロール脂肪酸トリエステルは、構成脂肪酸100質量%中の、飽和脂肪酸の含有量が10~25質量%であることが好ましい。下限は12質量%以上がより好ましく、上限は20質量%以下がより好ましく、18質量%以下が更に好ましく、15質量%以下が特に好ましい。 The glycerol fatty acid triester preferably has a saturated fatty acid content of 10 to 25% by mass out of 100% by mass of the constituent fatty acids. The lower limit is more preferably 12% by mass or more, and the upper limit is more preferably 20% by mass or less, even more preferably 18% by mass or less, and particularly preferably 15% by mass or less.

グリセロール脂肪酸トリエステルは、構成脂肪酸100質量%中の、不飽和結合を1個有する1価不飽和脂肪酸の含有量が50質量%未満であることが好ましく、より好ましくは45質量%以下、更に好ましくは40質量%以下、特に好ましくは35質量%以下、最も好ましくは30質量%以下である。下限は特に限定されないが、好ましくは8質量%以上、より好ましくは14質量%以上、更に好ましくは20質量%以上である。 The glycerol fatty acid triester preferably has a content of monounsaturated fatty acids having one unsaturated bond in 100% by mass of constituent fatty acids of less than 50% by mass, more preferably 45% by mass or less, even more preferably 40% by mass or less, particularly preferably 35% by mass or less, and most preferably 30% by mass or less. There is no particular lower limit, but it is preferably 8% by mass or more, more preferably 14% by mass or more, and even more preferably 20% by mass or more.

グリセロール脂肪酸トリエステルは、構成脂肪酸100質量%中の、不飽和結合を2個以上有する多価不飽和脂肪酸の含有量が50質量%以上であることが好ましく、より好ましくは55質量%以上、更に好ましくは60質量%以上である。上限は特に限定されないが、好ましくは90質量%以下、より好ましくは80質量%以下、更に好ましくは70質量%以下である。 The glycerol fatty acid triester preferably contains polyunsaturated fatty acids having two or more unsaturated bonds in 100% by mass of the constituent fatty acids, and more preferably contains 50% by mass or more, more preferably 55% by mass or more, and even more preferably 60% by mass or more. There is no particular upper limit, but it is preferably 90% by mass or less, more preferably 80% by mass or less, and even more preferably 70% by mass or less.

グリセロール脂肪酸トリエステルは、構成脂肪酸100質量%中の、不飽和結合を2個有する2価不飽和脂肪酸の含有量が、好ましくは35~80質量%、より好ましくは40~70質量%、更に好ましくは45~65質量%である。また、構成脂肪酸100質量%中の、不飽和結合を3個有する3価不飽和脂肪酸の含有量が、好ましくは3~25質量%、より好ましくは5~15質量%である。 The content of diunsaturated fatty acids having two unsaturated bonds in 100% by mass of the constituent fatty acids of the glycerol fatty acid triester is preferably 35 to 80% by mass, more preferably 40 to 70% by mass, and even more preferably 45 to 65% by mass. In addition, the content of triunsaturated fatty acids having three unsaturated bonds in 100% by mass of the constituent fatty acids is preferably 3 to 25% by mass, and more preferably 5 to 15% by mass.

グリセロール脂肪酸トリエステルは、構成脂肪酸100質量%中の、不飽和脂肪酸の合計含有量が、好ましくは75~90質量%、より好ましくは80~88質量%、更に好ましくは82~88質量%、特に好ましくは85~88質量%である。 The total content of unsaturated fatty acids in the glycerol fatty acid triester is preferably 75 to 90% by mass, more preferably 80 to 88% by mass, even more preferably 82 to 88% by mass, and particularly preferably 85 to 88% by mass, based on 100% by mass of the constituent fatty acids.

グリセロール脂肪酸トリエステルは、下記式(A)を満たすことが好ましい。
下記式(A)の下限は、好ましくは100以上、より好ましくは120以上、更に好ましくは140以上、特に好ましくは150以上であり、上限は、好ましくは190以下、より好ましくは180以下、更に好ましくは170以下である。
80≦構成脂肪酸100質量%中の不飽和結合を1個有する1価不飽和脂肪酸の含有量(質量%)×1(不飽和結合数)+構成脂肪酸100質量%中の不飽和結合を2個有する2価不飽和脂肪酸の含有量(質量%)×2(不飽和結合数)+構成脂肪酸100質量%中の不飽和結合を3個有する3価不飽和脂肪酸の含有量(質量%)×3(不飽和結合数)≦200 式(A)
It is preferable that the glycerol fatty acid triester satisfies the following formula (A).
The lower limit of the following formula (A) is preferably 100 or more, more preferably 120 or more, even more preferably 140 or more, and particularly preferably 150 or more, and the upper limit is preferably 190 or less, more preferably 180 or less, and even more preferably 170 or less.
80≦content (mass%) of monounsaturated fatty acids having one unsaturated bond in 100% by mass of constituent fatty acids×1 (number of unsaturated bonds)+content (mass%) of diunsaturated fatty acids having two unsaturated bonds in 100% by mass of constituent fatty acids×2 (number of unsaturated bonds)+content (mass%) of triunsaturated fatty acids having three unsaturated bonds in 100% by mass of constituent fatty acids×3 (number of unsaturated bonds)≦200 Formula (A)

グリセロール脂肪酸トリエステルは、植物由来のグリセロール脂肪酸トリエステルの場合、構成脂肪酸が有する不飽和結合は、通常、二重結合である。 When the glycerol fatty acid triester is derived from a plant, the unsaturated bond in the constituent fatty acid is usually a double bond.

グリセロール脂肪酸トリエステルは、構成脂肪酸の平均炭素数が、好ましくは15~21、より好ましくは16~20、更に好ましくは17~19である。
本明細書において、構成脂肪酸の平均炭素数は、以下の式(D)により算出される。
構成脂肪酸の平均炭素数=Σ構成脂肪酸100質量%中の炭素数nの脂肪酸の含有量(質量%)×n(炭素数)/100 式(D)
The glycerol fatty acid triester preferably has an average carbon number of 15 to 21, more preferably 16 to 20, and even more preferably 17 to 19, of constituent fatty acids.
In this specification, the average carbon number of the constituent fatty acids is calculated by the following formula (D).
Average carbon number of constituent fatty acids=ΣContent (mass%) of fatty acids having carbon number n in 100 mass% of constituent fatty acids×n (carbon number)/100 Formula (D)

グリセロール脂肪酸トリエステルは、常温(25℃)で液体であることが好ましい。グリセロール脂肪酸トリエステルの融点は、好ましくは20℃以下、より好ましくは17℃以下、更に好ましくは0℃以下、特に好ましくは-5℃以下である。
下限は特に限定されないが、好ましくは-100℃以上、より好ましくは-90℃以上である。
なお、グリセロール脂肪酸トリエステルの融点は、示差走査熱量測定(DSC)により測定できる。
The glycerol fatty acid triester is preferably liquid at room temperature (25° C.). The melting point of the glycerol fatty acid triester is preferably 20° C. or lower, more preferably 17° C. or lower, even more preferably 0° C. or lower, and particularly preferably −5° C. or lower.
The lower limit is not particularly limited, but is preferably −100° C. or higher, and more preferably −90° C. or higher.
The melting point of the glycerol fatty acid triester can be measured by differential scanning calorimetry (DSC).

グリセロール脂肪酸トリエステルのヨウ素価は、好ましくは60以上、より好ましくは70以上、更に好ましくは80以上、特に好ましくは100以上、最も好ましくは120以上である。また、上記ヨウ素価は、好ましくは160以下、より好ましくは150以下、更に好ましくは135以下である。
なお、本明細書において、ヨウ素価とは、グリセロール脂肪酸トリエステル100gにハロゲンを反応させたとき、結合するハロゲンの量をヨウ素のグラム数に換算したものであり、電位差滴定法(JIS K0070)により測定した値である。
The iodine value of the glycerol fatty acid triester is preferably 60 or more, more preferably 70 or more, even more preferably 80 or more, particularly preferably 100 or more, and most preferably 120 or more. The iodine value is preferably 160 or less, more preferably 150 or less, and even more preferably 135 or less.
In this specification, the iodine value is the amount of halogen bonded when 100 g of a glycerol fatty acid triester is reacted with a halogen, and is converted into the number of grams of iodine, and is a value measured by potentiometric titration (JIS K0070).

植物由来のグリセロール脂肪酸トリエステルとしては、例えば、大豆油、ごま油、米油、紅花油、コーン油、オリーブ油、菜種油等由来のものが挙げられる。なかでも、安価かつ大量に入手可能であり、性能の向上効果も高いという理由から、大豆油、ごま油、米油、菜種油が好ましく、大豆油、ごま油、米油がより好ましく、大豆油が更に好ましい。 Examples of plant-derived glycerol fatty acid triesters include those derived from soybean oil, sesame oil, rice oil, safflower oil, corn oil, olive oil, rapeseed oil, etc. Among these, soybean oil, sesame oil, rice oil, and rapeseed oil are preferred, soybean oil, sesame oil, and rice oil are more preferred, and soybean oil is even more preferred, because they are inexpensive, available in large quantities, and have a high performance-improving effect.

なお、上記脂肪酸組成は、GLC(気-液クロマトグラフィー)により測定できる。 The above fatty acid composition can be measured by GLC (gas-liquid chromatography).

オイルとしてはまた、植物由来のグリセロール脂肪酸トリエステル(植物油脂)をケン化処理して得られたもの(植物油脂のケン化処理物)も好適に使用できる。該ケン化処理としては、上記植物油脂に、アルカリを添加して所定温度で一定時間、静置することにより行うことができる。なお、必要に応じて撹拌等を行ってもよい。 As the oil, a product obtained by saponifying a plant-derived glycerol fatty acid triester (vegetable oil) (saponified vegetable oil) can also be suitably used. The saponification can be carried out by adding an alkali to the vegetable oil and leaving it to stand at a predetermined temperature for a certain period of time. Stirring, etc. may be carried out as necessary.

ケン化処理に用いることができるアルカリとしては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム、アミン化合物等が挙げられ、ケン化処理の効果の観点から、特に水酸化ナトリウム又は水酸化カリウムを用いることが好ましい。 Alkalis that can be used in the saponification treatment include sodium hydroxide, potassium hydroxide, calcium hydroxide, amine compounds, etc., and from the viewpoint of the effectiveness of the saponification treatment, it is particularly preferable to use sodium hydroxide or potassium hydroxide.

アルカリの添加量は、特に限定されないが、例えば、植物油脂100質量部に対して、下限は0.1質量部以上が好ましく、0.3質量部以上がより好ましく、1質量部以上が更に好ましい。また、上限は20質量部以下が好ましく、15質量部以下がより好ましく、10質量部以下が更に好ましい。 The amount of alkali added is not particularly limited, but for example, the lower limit is preferably 0.1 parts by mass or more, more preferably 0.3 parts by mass or more, and even more preferably 1 part by mass or more, relative to 100 parts by mass of vegetable oil. The upper limit is preferably 20 parts by mass or less, more preferably 15 parts by mass or less, and even more preferably 10 parts by mass or less.

ケン化処理の温度は、アルカリによるケン化反応が十分な反応速度で進行しうる範囲、植物油脂が変質を起こさない範囲で適宜、設定できるが、通常は20~70℃が好ましく、30~70℃がより好ましい。また処理の時間は、植物油脂を静置して処理を行う場合、処理の温度にもよるが、十分な処理を行うことと、生産性を向上することとを併せ考慮すると30分~48時間が好ましく、1~24時間がより好ましい。 The temperature of the saponification treatment can be set appropriately within a range in which the saponification reaction by alkali can proceed at a sufficient reaction rate and in a range in which the vegetable oil does not deteriorate, but is usually preferably 20 to 70°C, more preferably 30 to 70°C. In addition, when the vegetable oil is left to stand for treatment, the treatment time depends on the treatment temperature, but taking into consideration both sufficient treatment and improved productivity, it is preferably 30 minutes to 48 hours, more preferably 1 to 24 hours.

オイル、グリセロール脂肪酸トリエステル等の市販品としては、例えば、出光興産(株)、三共油化工業(株)、(株)ジャパンエナジー、オリソイ社、H&R社、豊国製油(株)、昭和シェル石油(株)、富士興産(株)、日清オイリオ(株)、J-オイルミルズ(株)、昭和産業(株)、不二製油(株)、ミヨシ油脂(株)、ボーソー油脂(株)等の製品を使用できる。 Commercially available oils, glycerol fatty acid triesters, etc. include products from Idemitsu Kosan Co., Ltd., Sankyo Yuka Kogyo Co., Ltd., Japan Energy Co., Ltd., Orisoy Co., Ltd., H&R Corporation, Toyokuni Oil Mills Co., Ltd., Showa Shell Sekiyu K.K., Fuji Kosan Co., Ltd., Nisshin Oillio Co., Ltd., J-Oil Mills Co., Ltd., Showa Sangyo Co., Ltd., Fuji Oil Co., Ltd., Miyoshi Oil Co., Ltd., and Boso Oil Co., Ltd., etc.

なお、得られるポリマー組成物において、粘弾性特性(E*、tanδ)、耐久性、耐衝撃性等の物性、ミクロフィブリル化植物繊維の配向性及び分散性等の観点から、ポリマー100質量部に対して、オイルを0.5~30質量部含むことが好ましい。下限は、1質量部以上がより好ましく、3質量部以上が更に好ましく、4質量部以上が特に好ましい。上限は、25質量部以下がより好ましく、20質量部以下が更に好ましく、15質量部以下が特に好ましい。 In addition, from the viewpoint of physical properties such as viscoelastic properties (E*, tan δ), durability, and impact resistance, and the orientation and dispersibility of the microfibrillated plant fibers, the resulting polymer composition preferably contains 0.5 to 30 parts by mass of oil per 100 parts by mass of polymer. The lower limit is more preferably 1 part by mass or more, even more preferably 3 parts by mass or more, and particularly preferably 4 parts by mass or more. The upper limit is more preferably 25 parts by mass or less, even more preferably 20 parts by mass or less, and particularly preferably 15 parts by mass or less.

(有機酸アミン)
ミクロフィブリル化植物繊維及びオイルに有機酸アミンを添加することで、有機酸アミンの親水側がミクロフィブリル化植物繊維と相溶し、疎水側がオイルと相溶する。そして、これらの混合液を、ゴム、樹脂等のポリマーに配合した際、ポリマーに影響しないオイルを使用しているため、ポリマー中にオイルが分散すると共に、ミクロフィブリル化植物繊維の分散、配向効果も得られ、組成物の物性や配向性を向上できる。
(Organic acid amine)
By adding an organic acid amine to the microfibrillated plant fibers and oil, the hydrophilic side of the organic acid amine becomes compatible with the microfibrillated plant fibers, and the hydrophobic side becomes compatible with the oil. Then, when this mixture is blended with a polymer such as rubber or resin, the oil disperses in the polymer and the microfibrillated plant fibers are dispersed and oriented, improving the physical properties and orientation of the composition, since the oil used does not affect the polymer.

有機酸アミン(有機酸アミン塩)は、有機酸とアミンとからなる。有機酸アミンを構成するアミンとしては、窒素原子に結合した1個又は2個の水素原子を含有する第一級アミン又は第二級アミン等が挙げられる。アミンは、モノアミン、ポリアミンのいずれでもよい。アミン(アミン化合物)の炭素数は、1~24が好適である。 An organic acid amine (organic acid amine salt) is composed of an organic acid and an amine. Examples of amines constituting an organic acid amine include primary amines or secondary amines containing one or two hydrogen atoms bonded to a nitrogen atom. The amine may be either a monoamine or a polyamine. The number of carbon atoms in the amine (amine compound) is preferably 1 to 24.

アミンとしては、例えば、メチルアミン、エチルアミン、プロピルアミン、ブチルアミン、ペンチルアミン、ヘキシルアミン、ヘプチルアミン、オクチルアミン、ノニルアミン、デシルアミン、ウンデシルアミン、ドデシルアミン、トリデシルアミン、テトラデシルアミン、ペンタデシルアミン、ヘキサデシルアミン、ヘプタデシルアミン、オクタデシルアミン、シクロペンチルアミン、シクロヘキシルアミン、シクロヘプチルアミン等を挙げることができる。アミンとして、アルキレンジアミンも使用可能であり、具体的には、メチレンジアミン、エチレンジアミン、プロピレンジアミン、ブチレンジアミン、ペンチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミンを挙げることができる。ポリアルキレンポリアミンも使用可能であり、具体的には、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ペンタエチレンヘキサミン、ジプロピレントリアミン、ジブチレントリアミン、トリブチレンテトラミン、テトラプロピレンペンタミン等を用いることができる。 Examples of amines include methylamine, ethylamine, propylamine, butylamine, pentylamine, hexylamine, heptylamine, octylamine, nonylamine, decylamine, undecylamine, dodecylamine, tridecylamine, tetradecylamine, pentadecylamine, hexadecylamine, heptadecylamine, octadecylamine, cyclopentylamine, cyclohexylamine, and cycloheptylamine. Alkylene diamines can also be used as amines, and specific examples include methylene diamine, ethylene diamine, propylene diamine, butylene diamine, pentylene diamine, and hexamethylene diamine. Polyalkylene polyamines can also be used, and specific examples include diethylene triamine, triethylene tetramine, tetraethylene pentamine, pentaethylene hexamine, dipropylene triamine, dibutylene triamine, tributylene tetramine, and tetrapropylene pentamine.

有機酸アミンを構成する有機酸としては、脂肪族カルボン酸、脂環式カルボン酸、芳香族カルボン酸等を挙げることができる。これらのカルボン酸は、モノカルボン酸、ジカルボン酸、他のポリカルボン酸等のいずれでもよく、飽和、不飽和カルボン酸のいずれでもよい。また、有機酸としては、脂肪族スルホン酸、芳香族スルホン酸、アルキルサリチル酸、アルキルフェノール化合物等も挙げられる。 The organic acids constituting the organic acid amines include aliphatic carboxylic acids, alicyclic carboxylic acids, aromatic carboxylic acids, etc. These carboxylic acids may be monocarboxylic acids, dicarboxylic acids, other polycarboxylic acids, etc., and may be either saturated or unsaturated carboxylic acids. Other examples of organic acids include aliphatic sulfonic acids, aromatic sulfonic acids, alkyl salicylic acids, and alkylphenol compounds.

脂肪族カルボン酸としては、モノカルボン酸、ジカルボン酸等が好適である。炭素数は、好ましくは4~30、より好ましくは6~24である。具体的には、ヘキサン酸、ヘプタン酸、オクタン酸、ノナン酸、デカン酸、ウンデカン酸、ドデカン酸、トリデカン酸、テトラデカン酸、ペンタデカン酸、ヘキサデカン酸、ヘプタデカン酸、オクタデカン酸、ノナデカン酸、エイコサン酸、ドコサン酸(ベヘン酸)等のアルカン酸及びこれらの分岐アルカン酸(2-メチルペンタン酸、2-エチルヘキサン酸、4-プロピルペンタン酸、2-メチルデカン酸、3-メチルヘンデカン酸、2-メチルドデカン酸、2-メチルトリデカン酸、2-メチルテトラデカン酸、2-エチルテトラデカン酸、2-プロピルデカン酸、2-エチルヘキサデカン酸、2-メチルオクタデカン酸);ヘキセン酸、オクテン酸、デセン酸、ドデセン酸、テトラデセン酸、ヘキサデセン酸、オクタデセン酸、エイコセン酸、ドコセン酸、オクタデカトリエニル酸、ヘキサン二酸、ヘプタン二酸、オクタン二酸、ノナン二酸、デカン二酸、ウンデカン二酸、ドデカン二酸、トリデカン二酸、テトラデカン二酸、ペンタデカン二酸、ヘキサデカン二酸、ヘプタデカン二酸、オクタデカン二酸、ノナデカン二酸、エイコサン二酸、ドコサン二酸等のジカルボン酸を例示できる。 As the aliphatic carboxylic acid, monocarboxylic acids, dicarboxylic acids, etc. are suitable. The number of carbon atoms is preferably 4 to 30, more preferably 6 to 24. Specifically, alkanoic acids such as hexanoic acid, heptanoic acid, octanoic acid, nonanoic acid, decanoic acid, undecanoic acid, dodecanoic acid, tridecanoic acid, tetradecanoic acid, pentadecanoic acid, hexadecanoic acid, heptadecanoic acid, octadecanoic acid, nonadecanoic acid, eicosanoic acid, docosanoic acid (behenic acid), and branched alkanoic acids thereof (2-methylpentanoic acid, 2-ethylhexanoic acid, 4-propylpentanoic acid, 2-methyldecanoic acid, 3-methylhendecanoic acid, 2-methyldodecanoic acid, 2-methyltridecanoic acid, 2-methyltetradecanoic acid, 2-ethyltetradecanoic acid, 2- propyldecanoic acid, 2-ethylhexadecanoic acid, 2-methyloctadecanoic acid); hexenoic acid, octenoic acid, decenoic acid, dodecenoic acid, tetradecenoic acid, hexadecenoic acid, octadecenoic acid, eicosenoic acid, docosenoic acid, octadecatrienylic acid, hexanedioic acid, heptanedioic acid, octanedioic acid, nonanedioic acid, decanedioic acid, undecanedioic acid, dodecanedioic acid, tridecanedioic acid, tetradecanedioic acid, pentadecanedioic acid, hexadecanedioic acid, heptadecanedioic acid, octadecanedioic acid, nonadecanedioic acid, eicosane diacid, docosane diacid, and other dicarboxylic acids can be mentioned.

脂環式カルボン酸としては、シクロヘキサンモノカルボン酸、シクロヘキサンジカルボン酸等が挙げられる。 Examples of alicyclic carboxylic acids include cyclohexane monocarboxylic acid and cyclohexane dicarboxylic acid.

芳香族カルボン酸としては、芳香環にカルボキシル基を直結するカルボン酸のほか、側鎖にカルボキシ基を有するカルボン酸も使用できる。芳香族カルボン酸における芳香族炭化水素基は、単環、多環縮合環のいずれでもよく、ベンゼン、ナフタレン、アントラセン、フェナントレン、インデン、フルオレン、ビフェニル等を例示できる。芳香族カルボン酸は、モノカルボン酸、ジカルボン酸、他のポリカルボン酸を使用できる。芳香族カルボン酸の具体例としては、安息香酸、フタル酸、フェニル酢酸、マンデル酸等及びこれらの誘導体等を挙げることができる。 As the aromatic carboxylic acid, in addition to a carboxylic acid having a carboxyl group directly bonded to an aromatic ring, a carboxylic acid having a carboxyl group on a side chain can be used. The aromatic hydrocarbon group in the aromatic carboxylic acid may be either a single ring or a polycyclic condensed ring, and examples thereof include benzene, naphthalene, anthracene, phenanthrene, indene, fluorene, and biphenyl. As the aromatic carboxylic acid, a monocarboxylic acid, a dicarboxylic acid, or other polycarboxylic acid can be used. Specific examples of aromatic carboxylic acids include benzoic acid, phthalic acid, phenylacetic acid, mandelic acid, and derivatives thereof.

脂肪族スルホン酸、芳香族スルホン酸は、脂肪族又は芳香族炭化水素基とスルホン酸基とからなる化合物で、それぞれ、RSOH、(R’)ArSOHで表される。R、R’は各々、脂肪族炭化水素基であり、Arは芳香族炭化水素基を示す。脂肪族スルホン酸は炭素数4~40の鎖状炭化水素基を有するもの等を使用できる。芳香族スルホン酸としては、1個又は2個以上の鎖状炭化水素基で置換されたもの等を使用できる。鎖状炭化水素基は、炭素数4~40のアルキル基(特に炭素数12以上のアルキル基)が好ましく、具体的には、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基、ノナデシル基、エイコシル基、テトラキシル基、ペンタコシル基、ヘキサコシル基、ヘプタコシル基、オクタコシル基、ノナコシル基、トリアコンチル基、ペンタトリアコンチル基、オクタトリアコンチル基等を挙げることができる。芳香族炭化水素基としては、前記芳香族カルボン酸と同様に、単環、多環縮合環のいずれでもよく、同様にベンゼン、ナフタレン等を例示できる。 Aliphatic sulfonic acids and aromatic sulfonic acids are compounds consisting of an aliphatic or aromatic hydrocarbon group and a sulfonic acid group, and are represented by RSO 3 H and (R') n ArSO 3 H, respectively. R and R' each represent an aliphatic hydrocarbon group, and Ar represents an aromatic hydrocarbon group. The aliphatic sulfonic acid may be one having a chain hydrocarbon group having 4 to 40 carbon atoms. The aromatic sulfonic acid may be one substituted with one or more chain hydrocarbon groups. The chain hydrocarbon group is preferably an alkyl group having 4 to 40 carbon atoms (particularly an alkyl group having 12 or more carbon atoms), and specific examples thereof include a dodecyl group, a tridecyl group, a tetradecyl group, a pentadecyl group, a hexadecyl group, a heptadecyl group, an octadecyl group, a nonadecyl group, an eicosyl group, a tetraxyl group, a pentacosyl group, a hexacosyl group, a heptadecyl group, an octacosyl group, a nonacosyl group, a triacontyl group, a pentatriacontyl group, an octatriacontyl group, etc. As with the aromatic carboxylic acid, the aromatic hydrocarbon group may be either a monocyclic or a polycyclic condensed ring, and similarly, examples thereof include benzene, naphthalene, etc.

なお、得られるポリマー組成物において、粘弾性特性(E*、tanδ)、耐久性、耐衝撃性等の物性、ミクロフィブリル化植物繊維の配向性及び分散性等の観点から、ミクロフィブリル化植物繊維100質量部に対して、有機酸アミンを0.1~50質量部含むことが好ましい。下限は、0.1質量部以上がより好ましく、10質量部以上が更に好ましく、15質量部以上が特に好ましい。上限は、50質量部以下がより好ましく、45質量部以下が更に好ましく、40質量部以下が特に好ましい。 In addition, from the viewpoint of physical properties such as viscoelastic properties (E*, tan δ), durability, and impact resistance, and the orientation and dispersibility of the microfibrillated plant fibers, the resulting polymer composition preferably contains 0.1 to 50 parts by mass of organic acid amine per 100 parts by mass of the microfibrillated plant fibers. The lower limit is more preferably 0.1 parts by mass or more, even more preferably 10 parts by mass or more, and particularly preferably 15 parts by mass or more. The upper limit is more preferably 50 parts by mass or less, even more preferably 45 parts by mass or less, and particularly preferably 40 parts by mass or less.

工程1のミクロフィブリル化植物繊維、オイル及び有機酸アミンを含む混合液の調製において、ミクロフィブリル化植物繊維は、水中に分散させた水溶液(ミクロフィブリル化植物繊維水溶液)の状態でオイル、有機酸アミンと混合してもよいし、ミクロフィブリル化植物繊維水溶液をエタノール等で溶媒置換した後、オイル、有機酸アミンと混合してもよいし、あるいは、ミクロフィブリル化植物繊維をそのままオイル、有機酸アミンと混合してもよい。なお、ミクロフィブリル化植物繊維水溶液の状態でオイル、有機酸アミンと混合した場合、その後、必要に応じて、例えば、塩酸や硫酸等の強酸を添加して、加熱(例えば、120~200℃、好ましくは140~180℃)し、共沸させるなどして水分を除去すればよい。 In the preparation of the mixed solution containing the microfibrillated plant fiber, oil, and organic acid amine in step 1, the microfibrillated plant fiber may be mixed with the oil and organic acid amine in the state of an aqueous solution (aqueous solution of microfibrillated plant fiber) in which the microfibrillated plant fiber is dispersed in water, or the aqueous solution of microfibrillated plant fiber may be mixed with the oil and organic acid amine after solvent replacement with ethanol or the like, or the microfibrillated plant fiber may be mixed with the oil and organic acid amine as it is. Note that when the aqueous solution of microfibrillated plant fiber is mixed with the oil and organic acid amine, a strong acid such as hydrochloric acid or sulfuric acid may then be added as necessary, and the mixture may be heated (for example, at 120 to 200°C, preferably 140 to 180°C) to remove water by azeotropy, etc.

ミクロフィブリル化植物繊維水溶液は、公知の方法で製造でき、例えば、高速ホモジナイザー、超音波ホモジナイザー、コロイドミル、ブレンダ―ミルなどを用いてミクロフィブリル化植物繊維を水中に分散させることで調製できる。調製の際の温度や時間も、ミクロフィブリル化植物繊維が水中に十分分散するように適宜設定できる。 The aqueous solution of microfibrillated plant fibers can be produced by known methods, for example, by dispersing microfibrillated plant fibers in water using a high-speed homogenizer, ultrasonic homogenizer, colloid mill, blender mill, etc. The temperature and time during preparation can also be appropriately set so that the microfibrillated plant fibers are sufficiently dispersed in water.

ミクロフィブリル化植物繊維水溶液中のミクロフィブリル化植物繊維の含有量(固形分)は、好ましくは0.2~20質量%、より好ましくは0.5~10質量%、更に好ましくは0.5~3質量%である。 The content (solids content) of microfibrillated plant fibers in the aqueous solution of microfibrillated plant fibers is preferably 0.2 to 20% by mass, more preferably 0.5 to 10% by mass, and even more preferably 0.5 to 3% by mass.

工程1で得られた該混合液とポリマーとを含むポリマー組成物を作製する工程2では、少なくとも前記混合液及び前記ポリマーを混合することにより実施できる。前記混合液は、必要に応じて、例えば、塩酸や硫酸等の強酸を添加して、加熱(例えば、120~200℃、好ましくは140~180℃)し、共沸させるなどして水分を除去した後、ポリマー等と混合してもよい。前記混合は、公知の混合方法を用いることができ、例えば、各成分をオープンロール、バンバリーミキサーなどのゴム混練装置を用いて混練する方法、各成分を押出機(2軸押出機等)を用いて混練する方法、等で実施できる。そして、ミクロフィブリル化植物繊維、オイル等を含む混合液、ポリマー、必要に応じて他の成分を混合することで、前述のポリマー組成物を作製できる。 In step 2, a polymer composition containing the mixed liquid obtained in step 1 and a polymer is prepared by mixing at least the mixed liquid and the polymer. The mixed liquid may be mixed with a polymer or the like after adding a strong acid such as hydrochloric acid or sulfuric acid, heating (for example, 120 to 200°C, preferably 140 to 180°C), and removing moisture by azeotropy, if necessary. The mixing may be performed by a known mixing method, for example, a method of kneading each component using a rubber kneading device such as an open roll or a Banbury mixer, or a method of kneading each component using an extruder (such as a twin-screw extruder). The polymer composition described above can be prepared by mixing the mixed liquid containing microfibrillated plant fibers, oil, etc., the polymer, and other components as necessary.

(他の成分)
なお、前記ポリマー組成物は、ミクロフィブリル化植物繊維以外の他のフィラーを配合してもよい。他のフィラーとしては、カーボンブラック、シリカ、炭酸カルシウム、タルク、アルミナ、クレー、水酸化アルミニウム、酸化アルミニウム、マイカなどが挙げられる。タイヤに適用する場合、カーボンブラック、シリカが好ましい。
(Other ingredients)
The polymer composition may contain fillers other than the microfibrillated vegetable fibers. Examples of the fillers include carbon black, silica, calcium carbonate, talc, alumina, clay, aluminum hydroxide, aluminum oxide, and mica. When the polymer composition is applied to tires, carbon black and silica are preferred.

カーボンブラックとしては、特に限定されないが、N134、N110、N220、N234、N219、N339、N330、N326、N351、N550、N762等が挙げられる。市販品としては、旭カーボン(株)、キャボットジャパン(株)、東海カーボン(株)、三菱ケミカル(株)、ライオン(株)、新日化カーボン(株)、コロンビアカーボン社等の製品を使用できる。これらは、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。 The carbon black is not particularly limited, but examples thereof include N134, N110, N220, N234, N219, N339, N330, N326, N351, N550, and N762. Commercially available products include those from Asahi Carbon Co., Ltd., Cabot Japan Co., Ltd., Tokai Carbon Co., Ltd., Mitsubishi Chemical Corporation, Lion Corporation, Shin-Nichika Carbon Co., Ltd., Columbia Carbon Co., Ltd., and the like. These may be used alone or in combination of two or more types.

カーボンブラックを含む場合、その含有量は、ポリマー100質量部に対して、好ましくは5質量部以上、より好ましくは15質量部以上である。下限以上にすることで、良好な耐摩耗性、グリップ性能等が得られる傾向がある。また、上記含有量は、好ましくは100質量部以下、より好ましくは50質量部以下である。上限以下にすることで、ポリマー組成物の良好な加工性が得られる傾向がある。 When carbon black is included, its content is preferably 5 parts by mass or more, more preferably 15 parts by mass or more, per 100 parts by mass of the polymer. By making it equal to or more than the lower limit, good abrasion resistance, grip performance, etc. tend to be obtained. In addition, the above content is preferably 100 parts by mass or less, more preferably 50 parts by mass or less. By making it equal to or less than the upper limit, good processability of the polymer composition tends to be obtained.

カーボンブラックの窒素吸着比表面積(NSA)は、10m/g以上が好ましく、30m/g以上がより好ましく、35m/g以上が更に好ましい。下限以上にすることで、良好な耐摩耗性、グリップ性能が得られる傾向がある。また、上記NSAは、200m/g以下が好ましく、150m/g以下がより好ましく、130m/g以下が更に好ましい。上限以下にすることで、カーボンブラックの良好な分散が得られる傾向がある。
なお、カーボンブラックの窒素吸着比表面積は、JIS K6217-2:2001によって求められる。
The nitrogen adsorption specific surface area (N 2 SA) of carbon black is preferably 10 m 2 /g or more, more preferably 30 m 2 /g or more, and even more preferably 35 m 2 /g or more. By making it equal to or more than the lower limit, good wear resistance and grip performance tend to be obtained. In addition, the N 2 SA is preferably 200 m 2 /g or less, more preferably 150 m 2 /g or less, and even more preferably 130 m 2 /g or less. By making it equal to or less than the upper limit, good dispersion of carbon black tends to be obtained.
The nitrogen adsorption specific surface area of carbon black is determined in accordance with JIS K6217-2:2001.

シリカとしては、乾式法シリカ(無水シリカ)、湿式法シリカ(含水シリカ)などが挙げられる。なかでも、シラノール基が多いという理由から、湿式法シリカが好ましい。市販品としては、デグッサ社、ローディア社、東ソー・シリカ(株)、ソルベイジャパン(株)、(株)トクヤマ等の製品を使用できる。これらは、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。 Examples of silica include dry process silica (anhydrous silica) and wet process silica (hydrated silica). Of these, wet process silica is preferred because it has a large number of silanol groups. Commercially available products include those from Degussa, Rhodia, Tosoh Silica, Solvay Japan, and Tokuyama. These may be used alone or in combination of two or more.

シリカを含む場合、その含有量は、ポリマー100質量部に対して、好ましくは25質量部以上、より好ましくは30質量部以上、更に好ましくは50質量部以上である。下限以上にすることで、良好なウェットグリップ性能、操縦安定性が得られる傾向がある。該含有量の上限は特に限定されないが、好ましくは300質量部以下、より好ましくは200質量部以下、更に好ましくは170質量部以下、特に好ましくは100質量部以下、最も好ましくは80質量部以下である。上限以下にすることで、良好な分散性が得られる傾向がある。 When silica is included, its content is preferably 25 parts by mass or more, more preferably 30 parts by mass or more, and even more preferably 50 parts by mass or more, relative to 100 parts by mass of the polymer. By making it equal to or more than the lower limit, good wet grip performance and handling stability tend to be obtained. There is no particular limit to the upper limit of the content, but it is preferably 300 parts by mass or less, more preferably 200 parts by mass or less, even more preferably 170 parts by mass or less, particularly preferably 100 parts by mass or less, and most preferably 80 parts by mass or less. By making it equal to or less than the upper limit, good dispersibility tends to be obtained.

シリカの窒素吸着比表面積(NSA)は、好ましくは70m/g以上、より好ましくは140m/g以上、更に好ましくは160m/g以上である。下限以上にすることで、良好なウェットグリップ性能、破壊強度が得られる傾向がある。また、シリカのNSAの上限は特に限定されないが、好ましくは500m/g以下、より好ましくは300m/g以下、更に好ましくは250m/g以下である。上限以下にすることで、良好な分散性が得られる傾向がある。
なお、シリカのNSAは、ASTM D3037-93に準じてBET法で測定される値である。
The nitrogen adsorption specific surface area (N 2 SA) of silica is preferably 70 m 2 /g or more, more preferably 140 m 2 /g or more, and even more preferably 160 m 2 /g or more. By making it equal to or more than the lower limit, good wet grip performance and breaking strength tend to be obtained. In addition, the upper limit of the N 2 SA of silica is not particularly limited, but is preferably 500 m 2 /g or less, more preferably 300 m 2 /g or less, and even more preferably 250 m 2 /g or less. By making it equal to or less than the upper limit, good dispersibility tends to be obtained.
The N 2 SA of silica is a value measured by the BET method in accordance with ASTM D3037-93.

前記ポリマー組成物がシリカを含む場合、更にシランカップリング剤を含むことが好ましい。
シランカップリング剤としては、特に限定されず、例えば、ビス(3-トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィド、ビス(2-トリエトキシシリルエチル)テトラスルフィド、ビス(4-トリエトキシシリルブチル)テトラスルフィド、ビス(3-トリメトキシシリルプロピル)テトラスルフィド、ビス(2-トリメトキシシリルエチル)テトラスルフィド、ビス(2-トリエトキシシリルエチル)トリスルフィド、ビス(4-トリメトキシシリルブチル)トリスルフィド、ビス(3-トリエトキシシリルプロピル)ジスルフィド、ビス(2-トリエトキシシリルエチル)ジスルフィド、ビス(4-トリエトキシシリルブチル)ジスルフィド、ビス(3-トリメトキシシリルプロピル)ジスルフィド、ビス(2-トリメトキシシリルエチル)ジスルフィド、ビス(4-トリメトキシシリルブチル)ジスルフィド、3-トリメトキシシリルプロピル-N,N-ジメチルチオカルバモイルテトラスルフィド、2-トリエトキシシリルエチル-N,N-ジメチルチオカルバモイルテトラスルフィド、3-トリエトキシシリルプロピルメタクリレートモノスルフィド、などのスルフィド系、3-メルカプトプロピルトリメトキシシラン、2-メルカプトエチルトリエトキシシラン、Momentive社製のNXT、NXT-Zなどのメルカプト系、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシランなどのビニル系、3-アミノプロピルトリエトキシシラン、3-アミノプロピルトリメトキシシランなどのアミノ系、γ-グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、などのグリシドキシ系、3-ニトロプロピルトリメトキシシラン、3-ニトロプロピルトリエトキシシランなどのニトロ系、3-クロロプロピルトリメトキシシラン、3-クロロプロピルトリエトキシシランなどのクロロ系などがあげられる。市販品としては、デグッサ社、Momentive社、信越シリコーン(株)、東京化成工業(株)、アヅマックス(株)、東レ・ダウコーニング(株)等の製品を使用できる。これらは、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
When the polymer composition contains silica, it preferably further contains a silane coupling agent.
The silane coupling agent is not particularly limited, and examples thereof include bis(3-triethoxysilylpropyl)tetrasulfide, bis(2-triethoxysilylethyl)tetrasulfide, bis(4-triethoxysilylbutyl)tetrasulfide, bis(3-trimethoxysilylpropyl)tetrasulfide, bis(2-trimethoxysilylethyl)tetrasulfide, bis(2-triethoxysilylethyl)trisulfide, bis(4-trimethoxysilylbutyl)trisulfide, bis(3-triethoxysilylpropyl)disulfide, bis(2-triethoxysilylethyl)disulfide, bis(4-triethoxysilylbutyl)disulfide, bis(3-trimethoxysilylpropyl)disulfide, bis(2-trimethoxysilylethyl)disulfide, bis(4-trimethoxysilylbutyl)disulfide, bis(3-trimethoxysilylpropyl)disulfide, bis(2-trimethoxysilylethyl)disulfide, bis(4-trimethoxysilylbutyl)disulfide, 3-trimethoxysilylpropyl-N,N-dimethylthiocalcium. Examples of such silanes include sulfide-based silanes such as bamoyl tetrasulfide, 2-triethoxysilylethyl-N,N-dimethylthiocarbamoyl tetrasulfide, and 3-triethoxysilylpropyl methacrylate monosulfide; mercapto-based silanes such as 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, 2-mercaptoethyltriethoxysilane, and Momentive's NXT and NXT-Z; vinyl-based silanes such as vinyltriethoxysilane and vinyltrimethoxysilane; amino-based silanes such as 3-aminopropyltriethoxysilane and 3-aminopropyltrimethoxysilane; glycidoxy-based silanes such as γ-glycidoxypropyltriethoxysilane and γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane; nitro-based silanes such as 3-nitropropyltrimethoxysilane and 3-nitropropyltriethoxysilane; and chloro-based silanes such as 3-chloropropyltrimethoxysilane and 3-chloropropyltriethoxysilane. As commercially available products, products of Degussa, Momentive, Shin-Etsu Silicone Co., Ltd., Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., Azumax Co., Ltd., Dow Corning Toray Co., Ltd., etc. can be used. These may be used alone or in combination of two or more kinds.

シランカップリング剤の含有量は、シリカ100質量部に対して、3質量部以上が好ましく、6質量部以上がより好ましい。3質量部以上であると、良好な破壊強度等が得られる傾向がある。また、上記含有量は、20質量部以下が好ましく、15質量部以下がより好ましい。20質量部以下であると、配合量に見合った効果が得られる傾向がある。 The content of the silane coupling agent is preferably 3 parts by mass or more, and more preferably 6 parts by mass or more, relative to 100 parts by mass of silica. When it is 3 parts by mass or more, good breaking strength and the like tend to be obtained. Furthermore, the content is preferably 20 parts by mass or less, and more preferably 15 parts by mass or less. When it is 20 parts by mass or less, an effect commensurate with the amount blended tends to be obtained.

前記ポリマー組成物には、固体樹脂(常温(25℃)で固体状態のポリマー)を配合してもよい。 The polymer composition may contain a solid resin (a polymer that is in a solid state at room temperature (25°C)).

固体樹脂を含有する場合、その含有量は、ポリマー100質量部に対して、好ましくは1質量部以上、より好ましくは3質量部以上、更に好ましくは5質量部以上である。また、上記含有量は、好ましくは50質量部以下、より好ましくは30質量部以下、更に好ましくは20質量部以下である。上記範囲内であると、良好なウェットグリップ性能が得られる傾向がある。 When a solid resin is contained, the content is preferably 1 part by mass or more, more preferably 3 parts by mass or more, and even more preferably 5 parts by mass or more, per 100 parts by mass of the polymer. The content is preferably 50 parts by mass or less, more preferably 30 parts by mass or less, and even more preferably 20 parts by mass or less. If it is within the above range, good wet grip performance tends to be obtained.

固体樹脂としては、特に限定されないが、例えば、固体状のスチレン系樹脂、クマロンインデン樹脂、テルペン系樹脂、p-t-ブチルフェノールアセチレン樹脂、アクリル系樹脂、ジシクロペンタジエン系樹脂(DCPD系樹脂)、C5系石油樹脂、C9系石油樹脂、C5C9系石油樹脂等が挙げられる。これらは単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。 The solid resin is not particularly limited, but examples thereof include solid styrene-based resins, coumarone-indene resins, terpene-based resins, p-t-butylphenol acetylene resins, acrylic resins, dicyclopentadiene-based resins (DCPD-based resins), C5-based petroleum resins, C9-based petroleum resins, and C5C9-based petroleum resins. These may be used alone or in combination of two or more.

固体状のスチレン系樹脂は、スチレン系単量体を構成モノマーとして用いた固体状ポリマーであり、スチレン系単量体を主成分(50質量%以上)として重合させたポリマー等が挙げられる。具体的には、スチレン系単量体(スチレン、o-メチルスチレン、m-メチルスチレン、p-メチルスチレン、α-メチルスチレン、p-メトキシスチレン、p-tert-ブチルスチレン、p-フェニルスチレン、o-クロロスチレン、m-クロロスチレン、p-クロロスチレン等)をそれぞれ単独で重合した単独重合体、2種以上のスチレン系単量体を共重合した共重合体の他、スチレン系単量体及びこれと共重合し得る他の単量体のコポリマーも挙げられる。 Solid styrene-based resins are solid polymers that use styrene-based monomers as constituent monomers, and examples of such resins include polymers in which styrene-based monomers are polymerized as the main component (50% by mass or more). Specific examples include homopolymers in which styrene-based monomers (styrene, o-methylstyrene, m-methylstyrene, p-methylstyrene, α-methylstyrene, p-methoxystyrene, p-tert-butylstyrene, p-phenylstyrene, o-chlorostyrene, m-chlorostyrene, p-chlorostyrene, etc.) are polymerized alone, copolymers in which two or more styrene-based monomers are copolymerized, and copolymers of styrene-based monomers and other monomers that can be copolymerized with them.

上記他の単量体としては、アクリロニトリル、メタクリロニトリルなどのアクリロニトリル類、アクリル類、メタクリル酸などの不飽和カルボン酸類、アクリル酸メチル、メタクリル酸メチルなどの不飽和カルボン酸エステル類、クロロプレン、ブタジエンイソプレンなどのジエン類、1-ブテン、1-ペンテンのようなオレフィン類;無水マレイン酸等のα,β-不飽和カルボン酸又はその酸無水物;等が例示できる。 Examples of the other monomers include acrylonitriles such as acrylonitrile and methacrylonitrile, unsaturated carboxylic acids such as acrylics and methacrylic acid, unsaturated carboxylic acid esters such as methyl acrylate and methyl methacrylate, dienes such as chloroprene and butadiene isoprene, olefins such as 1-butene and 1-pentene, α,β-unsaturated carboxylic acids such as maleic anhydride or their acid anhydrides, etc.

なかでも、固体状のα-メチルスチレン系樹脂(α-メチルスチレン単独重合体、α-メチルスチレンとスチレンとの共重合体等)が好ましい。 Among these, solid α-methylstyrene resins (α-methylstyrene homopolymers, copolymers of α-methylstyrene and styrene, etc.) are preferred.

固体状のクマロンインデン樹脂としては、樹脂の骨格(主鎖)を構成する主なモノマー成分として、クマロン及びインデンを含む樹脂であり、クマロン、インデン以外に骨格に含まれていてもよいモノマー成分としては、スチレン、α-メチルスチレン、メチルインデン、ビニルトルエンなどが挙げられる。 Solid coumarone-indene resin is a resin that contains coumarone and indene as the main monomer components that make up the resin skeleton (main chain), and monomer components that may be contained in the skeleton other than coumarone and indene include styrene, α-methylstyrene, methylindene, vinyltoluene, etc.

固体状のテルペン系樹脂としては、ポリテルペン、テルペンフェノール、芳香族変性テルペン樹脂などが挙げられる。
ポリテルペンは、テルペン化合物を重合して得られる樹脂及びそれらの水素添加物である。テルペン化合物は、(Cの組成で表される炭化水素及びその含酸素誘導体で、モノテルペン(C1016)、セスキテルペン(C1524)、ジテルペン(C2032)などに分類されるテルペンを基本骨格とする化合物であり、例えば、α-ピネン、β-ピネン、ジペンテン、リモネン、ミルセン、アロオシメン、オシメン、α-フェランドレン、α-テルピネン、γ-テルピネン、テルピノレン、1,8-シネオール、1,4-シネオール、α-テルピネオール、β-テルピネオール、γ-テルピネオールなどが挙げられる。
Examples of solid terpene resins include polyterpene, terpene phenol, and aromatic modified terpene resins.
Polyterpenes are resins obtained by polymerizing terpene compounds and their hydrogenated products. Terpene compounds are hydrocarbons represented by the formula (C 5 H 8 ) n and their oxygen-containing derivatives, and are compounds having a basic skeleton of a terpene classified into monoterpene (C 10 H 16 ), sesquiterpene (C 15 H 24 ), diterpene (C 20 H 32 ), etc. Examples of such compounds include α-pinene, β-pinene, dipentene, limonene, myrcene, alloocimene, ocimene, α-phellandrene, α-terpinene, γ-terpinene, terpinolene, 1,8-cineole, 1,4-cineole, α-terpineol, β-terpineol, and γ-terpineol.

固体状のポリテルペンとしては、上述したテルペン化合物を原料とするα-ピネン樹脂、β-ピネン樹脂、リモネン樹脂、ジペンテン樹脂、β-ピネン/リモネン樹脂などのテルペン樹脂の他、該テルペン樹脂に水素添加処理した水素添加テルペン樹脂等の固体樹脂も挙げられる。 Solid polyterpenes include terpene resins such as α-pinene resin, β-pinene resin, limonene resin, dipentene resin, and β-pinene/limonene resin, which are made from the above-mentioned terpene compounds, as well as solid resins such as hydrogenated terpene resins, which are made by hydrogenating the terpene resins.

固体状のテルペンフェノールとしては、上記テルペン化合物とフェノール系化合物とを共重合した固体樹脂、及び該樹脂に水素添加処理した固体樹脂が挙げられ、具体的には、上記テルペン化合物、フェノール系化合物及びホルマリンを縮合させた固体樹脂が挙げられる。なお、フェノール系化合物としては、例えば、フェノール、ビスフェノールA、クレゾール、キシレノールなどが挙げられる。 The solid terpene phenols include solid resins obtained by copolymerizing the above-mentioned terpene compounds with phenolic compounds, and solid resins obtained by hydrogenating the above-mentioned resins. Specifically, the solid resins include solid resins obtained by condensing the above-mentioned terpene compounds, phenolic compounds, and formalin. Examples of phenolic compounds include phenol, bisphenol A, cresol, and xylenol.

固体状の芳香族変性テルペン樹脂としては、テルペン樹脂を芳香族化合物で変性して得られる固体樹脂、及び該樹脂に水素添加処理した固体樹脂が挙げられる。なお、芳香族化合物としては、芳香環を有する化合物であれば特に限定されないが、例えば、フェノール、アルキルフェノール、アルコキシフェノール、不飽和炭化水素基含有フェノールなどのフェノール化合物;ナフトール、アルキルナフトール、アルコキシナフトール、不飽和炭化水素基含有ナフトールなどのナフトール化合物;スチレン、アルキルスチレン、アルコキシスチレン、不飽和炭化水素基含有スチレンなどのスチレン誘導体;クマロン、インデンなどが挙げられる。 The solid aromatic modified terpene resin includes a solid resin obtained by modifying a terpene resin with an aromatic compound, and a solid resin obtained by hydrogenating the resin. The aromatic compound is not particularly limited as long as it is a compound having an aromatic ring, and examples thereof include phenolic compounds such as phenol, alkylphenol, alkoxyphenol, and unsaturated hydrocarbon group-containing phenol; naphthol compounds such as naphthol, alkylnaphthol, alkoxynaphthol, and unsaturated hydrocarbon group-containing naphthol; styrene derivatives such as styrene, alkylstyrene, alkoxystyrene, and unsaturated hydrocarbon group-containing styrene; coumarone, indene, etc.

固体状のp-t-ブチルフェノールアセチレン樹脂としては、p-t-ブチルフェノールとアセチレンとを縮合反応させて得られる固体樹脂が挙げられる。 An example of a solid p-t-butylphenol acetylene resin is a solid resin obtained by a condensation reaction between p-t-butylphenol and acetylene.

固体状のアクリル系樹脂としては特に限定されないが、不純物が少なく、分子量分布がシャープな樹脂が得られるという点から、無溶剤型アクリル系固体樹脂を好適に使用できる。 The solid acrylic resin is not particularly limited, but a solvent-free solid acrylic resin is preferably used because it has few impurities and produces a resin with a sharp molecular weight distribution.

固体状の無溶剤型アクリル樹脂は、副原料となる重合開始剤、連鎖移動剤、有機溶媒などを極力使用せずに、高温連続重合法(高温連続塊重合法)(米国特許第4,414,370号明細書、特開昭59-6207号公報、特公平5-58005号公報、特開平1-313522号公報、米国特許第5,010,166号明細書、東亜合成研究年報TREND2000第3号p42-45等に記載の方法)により合成された(メタ)アクリル系樹脂(重合体)が挙げられる。なお、本明細書において、(メタ)アクリルは、メタクリル及びアクリルを意味する。 Solid solventless acrylic resins include (meth)acrylic resins (polymers) synthesized by high-temperature continuous polymerization (high-temperature continuous bulk polymerization) (methods described in U.S. Pat. No. 4,414,370, JP-A-59-6207, JP-B-5-58005, JP-A-1-313522, U.S. Pat. No. 5,010,166, Toa Gosei Kenkyuu Nenpo TREND 2000 Vol. 3, pp. 42-45, etc.) with minimal use of secondary raw materials such as polymerization initiators, chain transfer agents, and organic solvents. In this specification, (meth)acrylic means methacryl and acrylic.

固体状のアクリル系樹脂は、実質的に副原料となる重合開始剤、連鎖移動剤、有機溶媒などを含まないことが好ましい。また、上記アクリル系樹脂は、連続重合により得られる組成分布や分子量分布が比較的狭いものが好ましい。 The solid acrylic resin preferably does not substantially contain auxiliary materials such as a polymerization initiator, a chain transfer agent, or an organic solvent. In addition, the acrylic resin is preferably one that has a relatively narrow composition distribution and molecular weight distribution obtained by continuous polymerization.

上述のように、固体状のアクリル系樹脂としては、実質的に副原料となる重合開始剤、連鎖移動剤、有機溶媒などを含まないもの、すなわち、純度が高いものが好ましい。固体状のアクリル系樹脂の純度(該樹脂中に含まれる樹脂の割合)は、好ましくは95質量%以上、より好ましくは97質量%以上である。 As described above, the solid acrylic resin is preferably one that does not substantially contain auxiliary raw materials such as polymerization initiators, chain transfer agents, and organic solvents, i.e., one that has high purity. The purity of the solid acrylic resin (the proportion of resin contained in the resin) is preferably 95% by mass or more, more preferably 97% by mass or more.

固体状のアクリル系樹脂を構成するモノマー成分としては、例えば、(メタ)アクリル酸や、(メタ)アクリル酸エステル(アルキルエステル、アリールエステル、アラルキルエステルなど)、(メタ)アクリルアミド、及び(メタ)アクリルアミド誘導体などの(メタ)アクリル酸誘導体が挙げられる。 Examples of monomer components constituting solid acrylic resins include (meth)acrylic acid, (meth)acrylic acid esters (alkyl esters, aryl esters, aralkyl esters, etc.), (meth)acrylamide, and (meth)acrylic acid derivatives such as (meth)acrylamide derivatives.

また、固体状のアクリル系樹脂を構成するモノマー成分として、(メタ)アクリル酸や(メタ)アクリル酸誘導体と共に、スチレン、α-メチルスチレン、ビニルトルエン、ビニルナフタレン、ジビニルベンゼン、トリビニルベンゼン、ジビニルナフタレンなどの芳香族ビニルを使用してもよい。 In addition, aromatic vinyls such as styrene, α-methylstyrene, vinyltoluene, vinylnaphthalene, divinylbenzene, trivinylbenzene, and divinylnaphthalene may be used together with (meth)acrylic acid or (meth)acrylic acid derivatives as monomer components constituting solid acrylic resins.

固体状のアクリル系樹脂は、(メタ)アクリル成分のみで構成される樹脂であっても、(メタ)アクリル成分以外の成分をも構成要素とする樹脂であっても良い。
また、固体状のアクリル系樹脂は、水酸基、カルボキシル基、シラノール基等を有していてよい。
The solid acrylic resin may be a resin composed only of a (meth)acrylic component, or a resin containing components other than the (meth)acrylic component as constituent elements.
The solid acrylic resin may have a hydroxyl group, a carboxyl group, a silanol group, or the like.

固体樹脂としては、例えば、丸善石油化学(株)、住友ベークライト(株)、ヤスハラケミカル(株)、東ソー(株)、Rutgers Chemicals社、BASF社、アリゾナケミカル社、日塗化学(株)、(株)日本触媒、JXTGエネルギー(株)、荒川化学工業(株)、田岡化学工業(株)等の製品を使用できる。 As solid resins, for example, products from Maruzen Petrochemical Co., Ltd., Sumitomo Bakelite Co., Ltd., Yasuhara Chemical Co., Ltd., Tosoh Corporation, Rutgers Chemicals, BASF, Arizona Chemical Company, Nitto Chemical Co., Ltd., Nippon Shokubai Co., Ltd., JXTG Nippon Oil & Energy Corporation, Arakawa Chemical Industries Co., Ltd., Taoka Chemical Co., Ltd., etc. can be used.

前記ポリマー組成物は、耐クラック性、耐オゾン性等の観点から、老化防止剤を含有することが好ましい。 The polymer composition preferably contains an antioxidant from the viewpoints of crack resistance, ozone resistance, etc.

老化防止剤としては特に限定されないが、フェニル-α-ナフチルアミン等のナフチルアミン系老化防止剤;オクチル化ジフェニルアミン、4,4′-ビス(α,α′-ジメチルベンジル)ジフェニルアミン等のジフェニルアミン系老化防止剤;N-イソプロピル-N′-フェニル-p-フェニレンジアミン、N-(1,3-ジメチルブチル)-N′-フェニル-p-フェニレンジアミン、N,N′-ジ-2-ナフチル-p-フェニレンジアミン等のp-フェニレンジアミン系老化防止剤;2,2,4-トリメチル-1,2-ジヒドロキノリンの重合物等のキノリン系老化防止剤;2,6-ジ-t-ブチル-4-メチルフェノール、スチレン化フェノール等のモノフェノール系老化防止剤;テトラキス-[メチレン-3-(3′,5′-ジ-t-ブチル-4′-ヒドロキシフェニル)プロピオネート]メタン等のビス、トリス、ポリフェノール系老化防止剤などが挙げられる。なかでも、p-フェニレンジアミン系老化防止剤、キノリン系老化防止剤が好ましく、N-(1,3-ジメチルブチル)-N′-フェニル-p-フェニレンジアミン、2,2,4-トリメチル-1,2-ジヒドロキノリンの重合物がより好ましい。市販品としては、例えば、精工化学(株)、住友化学(株)、大内新興化学工業(株)、フレクシス社等の製品を使用できる。 The anti-aging agent is not particularly limited, but may be naphthylamine-based anti-aging agents such as phenyl-α-naphthylamine; diphenylamine-based anti-aging agents such as octylated diphenylamine and 4,4'-bis(α,α'-dimethylbenzyl)diphenylamine; N-isopropyl-N'-phenyl-p-phenylenediamine, N-(1,3-dimethylbutyl)-N'-phenyl-p-phenylenediamine, N,N'-di-2-naphthyl-p-phenylene Examples of such antioxidants include p-phenylenediamine antioxidants such as diamines; quinoline antioxidants such as polymerized 2,2,4-trimethyl-1,2-dihydroquinoline; monophenol antioxidants such as 2,6-di-t-butyl-4-methylphenol and styrenated phenol; and bis, tris, and polyphenol antioxidants such as tetrakis-[methylene-3-(3',5'-di-t-butyl-4'-hydroxyphenyl)propionate]methane. Among these, p-phenylenediamine antioxidants and quinoline antioxidants are preferred, and N-(1,3-dimethylbutyl)-N'-phenyl-p-phenylenediamine and polymerized 2,2,4-trimethyl-1,2-dihydroquinoline are more preferred. Commercially available products include those manufactured by Seiko Chemical Co., Ltd., Sumitomo Chemical Co., Ltd., Ouchi Shinko Chemical Co., Ltd., and Flexis Co., Ltd.

老化防止剤の含有量は、ポリマー100質量部に対して、好ましくは0.2質量部以上、より好ましくは0.5質量部以上である。下限以上にすることで、充分な耐オゾン性が得られる傾向がある。該含有量は、好ましくは7.0質量部以下、より好ましくは4.0質量部以下である。上限以下にすることで、良好な外観が得られる傾向がある。 The content of the antioxidant is preferably 0.2 parts by mass or more, more preferably 0.5 parts by mass or more, per 100 parts by mass of the polymer. By making the content equal to or more than the lower limit, sufficient ozone resistance tends to be obtained. The content is preferably 7.0 parts by mass or less, more preferably 4.0 parts by mass or less. By making the content equal to or less than the upper limit, a good appearance tends to be obtained.

前記ポリマー組成物は、ステアリン酸を含むことが好ましい。ステアリン酸の含有量は、前記性能バランスの観点から、ポリマー100質量部に対して、好ましくは0.5~10質量部以上、より好ましくは0.5~5質量部である。 The polymer composition preferably contains stearic acid. From the viewpoint of the above-mentioned balance of performance, the content of stearic acid is preferably 0.5 to 10 parts by mass or more, more preferably 0.5 to 5 parts by mass, per 100 parts by mass of the polymer.

なお、ステアリン酸としては、従来公知のものを使用でき、例えば、日油(株)、NOF社、花王(株)、富士フイルム和光純薬(株)、千葉脂肪酸(株)等の製品を使用できる。 The stearic acid used can be any known product, such as products from NOF Corp., NOF Corporation, Kao Corp., Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd., Chiba Fatty Acid Co., Ltd., etc.

前記ポリマー組成物は、酸化亜鉛を含むことが好ましい。酸化亜鉛の含有量は、前記性能バランスの観点から、ポリマー100質量部に対して、好ましくは0.5~10質量部、より好ましくは1~5質量部である。 The polymer composition preferably contains zinc oxide. From the viewpoint of the above-mentioned performance balance, the content of zinc oxide is preferably 0.5 to 10 parts by mass, more preferably 1 to 5 parts by mass, per 100 parts by mass of the polymer.

なお、酸化亜鉛としては、従来公知のものを使用でき、例えば、三井金属鉱業(株)、東邦亜鉛(株)、ハクスイテック(株)、正同化学工業(株)、堺化学工業(株)等の製品を使用できる。 As zinc oxide, conventionally known products can be used, such as products from Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd., Toho Zinc Co., Ltd., Hakusui Tech Co., Ltd., Seido Chemical Industry Co., Ltd., Sakai Chemical Industry Co., Ltd., etc.

前記ポリマー組成物には、ワックスを配合してもよい。ワックスとしては特に限定されず、石油系ワックス、天然系ワックスなどが挙げられ、また、複数のワックスを精製又は化学処理した合成ワックスも使用可能である。これらのワックスは、単独で使用しても、2種類以上を併用してもよい。 The polymer composition may contain a wax. The wax is not particularly limited, and examples thereof include petroleum-based waxes and natural waxes. Synthetic waxes obtained by refining or chemically treating multiple waxes may also be used. These waxes may be used alone or in combination of two or more types.

石油系ワックスとしては、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス等が挙げられる。天然系ワックスとしては、石油外資源由来のワックスであれば特に限定されず、例えば、キャンデリラワックス、カルナバワックス、木ろう、ライスワックス、ホホバろうなどの植物系ワックス;ミツロウ、ラノリン、鯨ろうなどの動物系ワックス;オゾケライト、セレシン、ペトロラクタムなどの鉱物系ワックス;及びこれらの精製物などが挙げられる。市販品としては、例えば、大内新興化学工業(株)、日本精蝋(株)、精工化学(株)等の製品を使用できる。なお、ワックスの含有量は、耐オゾン性、コストの点から、適宜設定すれば良い。 Petroleum-based waxes include paraffin wax and microcrystalline wax. Natural waxes are not particularly limited as long as they are derived from resources other than petroleum, and examples include vegetable waxes such as candelilla wax, carnauba wax, Japan wax, rice wax, and jojoba wax; animal waxes such as beeswax, lanolin, and spermaceti; mineral waxes such as ozokerite, ceresin, and petrolactam; and refined products thereof. Commercially available products include, for example, products from Ouchi Shinko Chemical Industry Co., Ltd., Nippon Seiro Co., Ltd., and Seiko Chemical Co., Ltd. The wax content may be appropriately set in terms of ozone resistance and cost.

前記ポリマー組成物がゴム組成物の場合、ポリマー鎖に適度な架橋鎖を形成し、良好なゴム物性を付与するという点で、硫黄を配合することが好ましい。 When the polymer composition is a rubber composition, it is preferable to add sulfur, as this forms an appropriate amount of crosslinked chains in the polymer chains and imparts good rubber properties.

硫黄の含有量は、ポリマー100質量部に対して、好ましくは0.1質量部以上、より好ましくは0.5質量部以上、更に好ましくは0.7質量部以上である。該含有量は、好ましくは6.0質量部以下、より好ましくは4.0質量部以下、更に好ましくは3.0質量部以下である。上記範囲内にすることで、良好な前記性能バランスが得られる傾向がある。 The sulfur content is preferably 0.1 parts by mass or more, more preferably 0.5 parts by mass or more, and even more preferably 0.7 parts by mass or more, per 100 parts by mass of the polymer. The content is preferably 6.0 parts by mass or less, more preferably 4.0 parts by mass or less, and even more preferably 3.0 parts by mass or less. By keeping the content within the above range, a good balance of the above-mentioned performances tends to be obtained.

硫黄としては、ゴム工業において一般的に用いられる粉末硫黄、沈降硫黄、コロイド硫黄、不溶性硫黄、高分散性硫黄、可溶性硫黄などが挙げられる。市販品としては、鶴見化学工業(株)、軽井沢硫黄(株)、四国化成工業(株)、フレクシス社、日本乾溜工業(株)、細井化学工業(株)等の製品を使用できる。これらは、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。 Examples of sulfur include powdered sulfur, precipitated sulfur, colloidal sulfur, insoluble sulfur, highly dispersible sulfur, and soluble sulfur, which are commonly used in the rubber industry. Commercially available products include those from Tsurumi Chemical Industry Co., Ltd., Karuizawa Sulfur Co., Ltd., Shikoku Chemical Industry Co., Ltd., Flexis Corporation, Nippon Kanzuri Kogyo Co., Ltd., and Hosoi Chemical Industry Co., Ltd. These may be used alone or in combination of two or more types.

前記ポリマー組成物がゴム組成物の場合、加硫促進剤を含むことが好ましい。
加硫促進剤の含有量は特に制限はなく、要望する加硫速度や架橋密度に合わせて自由に決定すれば良いが、ポリマー100質量部に対して、通常、0.3~10質量部、好ましくは0.5~7質量部である。
When the polymer composition is a rubber composition, it preferably contains a vulcanization accelerator.
The content of the vulcanization accelerator is not particularly limited and may be freely determined according to the desired vulcanization speed and crosslink density, but is usually 0.3 to 10 parts by mass, preferably 0.5 to 7 parts by mass, per 100 parts by mass of the polymer.

加硫促進剤の種類は特に制限はなく、通常用いられているものを使用可能である。加硫促進剤としては、2-メルカプトベンゾチアゾール、ジ-2-ベンゾチアゾリルジスルフィド、N-シクロヘキシル-2-ベンゾチアジルスルフェンアミド等のチアゾール系加硫促進剤;テトラメチルチウラムジスルフィド(TMTD)、テトラベンジルチウラムジスルフィド(TBzTD)、テトラキス(2-エチルヘキシル)チウラムジスルフィド(TOT-N)等のチウラム系加硫促進剤;N-シクロヘキシル-2-ベンゾチアゾールスルフェンアミド、N-t-ブチル-2-ベンゾチアゾリルスルフェンアミド、N-オキシエチレン-2-ベンゾチアゾールスルフェンアミド、N-オキシエチレン-2-ベンゾチアゾールスルフェンアミド、N,N’-ジイソプロピル-2-ベンゾチアゾールスルフェンアミド等のスルフェンアミド系加硫促進剤;ジフェニルグアニジン、ジオルトトリルグアニジン、オルトトリルビグアニジン等のグアニジン系加硫促進剤を挙げることができる。これらは、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。なかでも、スルフェンアミド系加硫促進剤、グアニジン系加硫促進剤が好ましい。 There are no particular restrictions on the type of vulcanization accelerator, and any commonly used accelerator can be used. Examples of the vulcanization accelerator include thiazole-based vulcanization accelerators such as 2-mercaptobenzothiazole, di-2-benzothiazolyl disulfide, and N-cyclohexyl-2-benzothiazyl sulfenamide; thiuram-based vulcanization accelerators such as tetramethylthiuram disulfide (TMTD), tetrabenzylthiuram disulfide (TBzTD), and tetrakis(2-ethylhexyl)thiuram disulfide (TOT-N); sulfenamide-based vulcanization accelerators such as N-cyclohexyl-2-benzothiazole sulfenamide, N-t-butyl-2-benzothiazolyl sulfenamide, N-oxyethylene-2-benzothiazole sulfenamide, N-oxyethylene-2-benzothiazole sulfenamide, and N,N'-diisopropyl-2-benzothiazole sulfenamide; and guanidine-based vulcanization accelerators such as diphenyl guanidine, di-orthotolyl guanidine, and orthotolyl biguanidine. These may be used alone or in combination of two or more. Among them, sulfenamide-based vulcanization accelerators and guanidine-based vulcanization accelerators are preferred.

前記ポリマー組成物には、上記成分以外にも、離型剤や顔料等の応用分野に従って、それらの使用に使われる通常の添加物を適宜配合してもよい。 In addition to the above components, the polymer composition may contain appropriate additives, such as release agents and pigments, that are commonly used in the application field.

前記ポリマー組成物がゴム組成物の場合、その製造方法としては、公知の方法を用いることができ、例えば、前述の各成分をオープンロール、バンバリーミキサーなどのゴム混練装置を用いて混練し、その後加硫する方法などにより製造できる。 When the polymer composition is a rubber composition, a known method can be used for its production. For example, the components described above can be mixed using a rubber mixer such as an open roll or a Banbury mixer, and then vulcanized.

混練条件としては、加硫剤及び加硫促進剤以外の添加剤を混練するベース練り工程では、混練温度は、通常50~200℃、好ましくは80~190℃であり、混練時間は、通常30秒~30分、好ましくは1分~30分である。加硫剤、加硫促進剤を混練する仕上げ練り工程では、混練温度は、通常100℃以下、好ましくは室温~80℃である。また、加硫剤、加硫促進剤を混練した組成物は、通常、プレス加硫などの加硫処理が施される。加硫温度としては、通常120~200℃、好ましくは140~180℃である。 As for the kneading conditions, in the base kneading process where additives other than the vulcanizing agent and vulcanization accelerator are kneaded, the kneading temperature is usually 50 to 200°C, preferably 80 to 190°C, and the kneading time is usually 30 seconds to 30 minutes, preferably 1 minute to 30 minutes. In the finish kneading process where the vulcanizing agent and vulcanization accelerator are kneaded, the kneading temperature is usually 100°C or less, preferably room temperature to 80°C. Furthermore, the composition kneaded with the vulcanizing agent and vulcanization accelerator is usually subjected to a vulcanization treatment such as press vulcanization. The vulcanization temperature is usually 120 to 200°C, preferably 140 to 180°C.

前記ポリマー組成物が樹脂組成物の場合、その製造方法としては、公知の方法を用いることができ、例えば、前述の各成分を押出機(2軸押出機等)を用いて混練し、成形する方法等が挙げられる。 When the polymer composition is a resin composition, a known method can be used as the manufacturing method thereof, for example, a method in which the above-mentioned components are kneaded using an extruder (such as a twin-screw extruder) and molded.

前記のとおり、前記ポリマー組成物は、配向方向に垂直な方向からの衝撃や振動に強いため、一方向に長さのある部材、例えば、自動車の車体、航空機の翼、風力発電用風車、ゴルフクラブ等のスポーツ用具等の様々な用途に適用できる。また、タイヤのようにリング状部材も一方向(周方向)に長さのある部材と言えるため、好適に適用できる。 As mentioned above, the polymer composition is resistant to shocks and vibrations perpendicular to the orientation direction, and can therefore be used in a variety of applications, including components that are long in one direction, such as automobile bodies, aircraft wings, wind turbines for wind power generation, and sports equipment such as golf clubs. In addition, ring-shaped components such as tires can also be considered components that are long in one direction (circumferential direction), and can therefore be suitably used.

上記ポリマー組成物をタイヤに適用する場合、該タイヤは、上記ポリマー組成物を用いて通常の方法により製造される。すなわち、必要に応じて各種材料を配合したポリマー組成物を、未加硫の段階でタイヤ部材の形状に合わせて押し出し加工し、他のタイヤ部材とともに、タイヤ成型機上にて通常の方法で成形することにより、未加硫タイヤを形成した後、加硫機中で加熱加圧してタイヤ(空気入りタイヤ等)を製造できる。 When the polymer composition is applied to a tire, the tire is manufactured by a conventional method using the polymer composition. That is, the polymer composition, which is mixed with various materials as necessary, is extruded to match the shape of the tire components while still unvulcanized, and molded together with other tire components in a tire building machine by a conventional method to form an unvulcanized tire, which is then heated and pressurized in the vulcanizer to manufacture a tire (e.g., a pneumatic tire).

上記ポリマー組成物をタイヤに用いる場合、各種タイヤ部材、例えば、トレッド(キャップトレッド)、ベーストレッド、アンダートレッド、サイドウォール、クリンチエイペックス、ビードエイペックス、ブレーカークッションゴム、カーカスコード被覆用ゴム、インスレーション、チェーファー、インナーライナー等や、ランフラットタイヤのサイド補強層等に適用できる。なかでも、耐衝撃性、耐久性等に優れているので、トレッド、サイドウォール等に好適に適用できる。 When the above polymer composition is used in tires, it can be applied to various tire components, such as treads (cap treads), base treads, under treads, sidewalls, clinch apexes, bead apexes, breaker cushion rubber, carcass cord covering rubber, insulation, chafers, inner liners, and the like, as well as side reinforcing layers of run-flat tires. In particular, it has excellent impact resistance, durability, and the like, and is therefore suitable for use in treads, sidewalls, and the like.

上記空気入りタイヤは、乗用車用タイヤ、大型乗用車用、大型SUV用タイヤ、トラック、バスなどの重荷重用タイヤ、ライトトラック用タイヤ、二輪自動車用タイヤ、ランフラットタイヤ、競技用タイヤに好適に使用可能である。特に、乗用車用タイヤとしてより好適に使用できる。 The above pneumatic tires can be suitably used as passenger car tires, large passenger car tires, large SUV tires, heavy load tires such as trucks and buses, light truck tires, motorcycle tires, run-flat tires, and racing tires. They are particularly suitable for use as passenger car tires.

実施例に基づいて、本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらのみに限定されるものではない。 The present invention will be specifically explained based on examples, but the present invention is not limited to these.

以下、実施例及び比較例で使用した各種薬品について、まとめて説明する。
ミクロフィブリル化植物繊維:(株)スギノマシン製のバイオマスナノファイバー(製品名「BiNFi-s セルロース」、固形分2質量%、水分98質量%、平均繊維径10~50nm、平均繊維長2~5μm)
オイル:日清オイリオ(株)製の大豆油(各特性を表1に示す。なお、表1中の脂肪酸の含有量は、構成脂肪酸100質量%中の各脂肪酸の含有量(質量%)を意味する。)
有機酸アミン1:カルボン酸アミン塩(Elementis社製FX600)
有機酸アミン2:脂肪酸アミン塩(キレスト(株)製キレスライトWR-6)
NRラテックス:Muhibbah LATEKS社から入手したフィールドラテックスを使用
SBRラテックス:日本ゼオン(株)製のLX110(E-SBR、ビニル含量18質量%、スチレン含量:37.5質量%、ゴムラテックス中のゴム成分の濃度40.5質量%)
NR:TSR20
SBR:日本ゼオン(株)製の市販品(S-SBR、スチレン含量41質量%)
カーボンブラック:三菱ケミカル(株)製のダイアブラックN550(NSA41m/g)
老化防止剤:大内新興化学工業(株)製のノクラック6C
酸化亜鉛:三井金属鉱業(株)製の酸化亜鉛2種
ステアリン酸:日油(株)製の椿
硫黄:日本乾溜工業(株)製のセイミ硫黄
加硫促進剤:大内新興化学工業(株)製のノクセラーNS
熱可塑性樹脂:クラレ社製Hybrar 7311F
(樹脂名等))
Various chemicals used in the examples and comparative examples will be collectively described below.
Microfibrillated plant fiber: Biomass nanofiber manufactured by Sugino Machine Co., Ltd. (product name: "BiNFi-s Cellulose", solid content 2% by mass, moisture 98% by mass, average fiber diameter 10 to 50 nm, average fiber length 2 to 5 μm)
Oil: soybean oil manufactured by Nisshin Oillio Co., Ltd. (The properties are shown in Table 1. The fatty acid content in Table 1 means the content (mass%) of each fatty acid in 100 mass% of the constituent fatty acids.)
Organic acid amine 1: Carboxylic acid amine salt (FX600 manufactured by Elementis)
Organic acid amine 2: fatty acid amine salt (Kireslite WR-6, manufactured by Chelest Co., Ltd.)
NR latex: Field latex obtained from Muhibbah LATEKS was used. SBR latex: LX110 (E-SBR, vinyl content 18% by mass, styrene content 37.5% by mass, concentration of rubber component in rubber latex 40.5% by mass) manufactured by Zeon Corporation.
NR: TSR20
SBR: Commercially available product manufactured by Zeon Corporation (S-SBR, styrene content 41% by mass)
Carbon black: Diablack N550 ( N2SA41m2 /g) manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation
Anti-aging agent: Nocrac 6C manufactured by Ouchi Shinko Chemical Industry Co., Ltd.
Zinc oxide: Zinc oxide type 2 manufactured by Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd. Stearic acid: Tsubaki sulfur manufactured by NOF Corp. Seimi sulfur manufactured by Nippon Kanretsu Kogyo Co., Ltd. Vulcanization accelerator: Noccela NS manufactured by Ouchi Shinko Chemical Industry Co., Ltd.
Thermoplastic resin: Hybrar 7311F manufactured by Kuraray Co., Ltd.
(Resin name, etc.)

Figure 0007532764000001
Figure 0007532764000001

<混合液の作製>
ミクロフィブリル化植物繊維500gに純水1000gを添加し、ミクロフィブリル化植物繊維の0.5質量%(固形分濃度)懸濁液を作製し、高速ホモジナイザー(IKAジャパン社製の「T50」、回転数:8000rpm)で約5分撹拌して均一な水分散液を調製した。
表2の配合処方に従って、オイル、上記調製した水分散液(ミクロフィブリル化植物繊維の乾燥質量(固形分)換算)、有機酸アミン1~2を混合し、更にトルエンをオイル100質量部に対して100質量部添加して、混合した。得られた混合物に塩酸を少量添加し、80℃に加熱して共沸させて水分を除去した。水分除去後の混合物を高速ホモジナイザー(IKAジャパン社製の「T50」、回転数:8000rpm)を用いて50℃で5分撹拌、混合して、混合液1~3を調製した。

Figure 0007532764000002
<Preparation of mixed solution>
1,000 g of pure water was added to 500 g of microfibrillated plant fiber to prepare a 0.5 mass % (solid content concentration) suspension of microfibrillated plant fiber, and the suspension was stirred for approximately 5 minutes using a high-speed homogenizer (IKA Japan's "T50", rotation speed: 8,000 rpm) to prepare a uniform aqueous dispersion.
According to the formulation in Table 2, oil, the aqueous dispersion prepared above (calculated as the dry mass (solids content) of microfibrillated plant fiber), and organic acid amines 1 and 2 were mixed, and 100 parts by mass of toluene was further added per 100 parts by mass of oil and mixed. A small amount of hydrochloric acid was added to the resulting mixture, and the mixture was heated to 80°C to perform azeotropic distillation to remove water. The mixture after the water removal was stirred and mixed at 50°C for 5 minutes using a high-speed homogenizer (IKA Japan "T50", rotation speed: 8000 rpm) to prepare mixed solutions 1 to 3.
Figure 0007532764000002

<ゴム・ミクロフィブリル化植物繊維複合体(ウェットマスターバッチ)の作製>
表3の配合処方に従って、ゴム・ミクロフィブリル化植物繊維複合体を製造した。
具体的には、上記調製した水分散液(ミクロフィブリル化植物繊維の水分散液)、NRラテックス(ゴム(固形分)換算)又はSBRラテックス(ゴム(固形分)換算)を、高速ホモジナイザーを用いて室温で5分攪拌し、pH10.2の配合ラテックスを得た。次いで、室温下で2質量%ギ酸水溶液を加え、pH3~4に調整し、凝固物を得た。得られた凝固物をろ過し、乾燥してゴム・ミクロフィブリル化植物繊維複合体(WB1、2)を得た。
<Preparation of rubber/microfibrillated plant fiber composite (wet masterbatch)>
According to the compounding recipe in Table 3, a rubber/microfibrillated plant fiber composite was produced.
Specifically, the aqueous dispersion (aqueous dispersion of microfibrillated plant fiber), NR latex (converted into rubber (solid content)), or SBR latex (converted into rubber (solid content)) prepared above was stirred at room temperature for 5 minutes using a high-speed homogenizer to obtain a compounded latex with a pH of 10.2. Next, a 2% by mass aqueous solution of formic acid was added at room temperature to adjust the pH to 3 to 4, and a coagulum was obtained. The obtained coagulum was filtered and dried to obtain rubber/microfibrillated plant fiber composites (WB1, 2).

Figure 0007532764000003
Figure 0007532764000003

[実施例及び比較例]
<ゴムサンプルの作製>
表4~5に示す配合処方に従い、1.7Lバンバリーミキサーを用いて、硫黄及び加硫促進剤以外の材料を150℃で4分間混練りした。次に、オープンロールを用いて、得られた混練り物に硫黄及び加硫促進剤を添加して80℃で4分間練り込み、未加硫ゴム組成物を得た。得られた未加硫ゴム組成物を170℃で20分間プレス成形し(加硫)、ゴムサンプル(加硫ゴム組成物)を作製した。
[Examples and Comparative Examples]
<Preparation of rubber samples>
According to the compounding recipes shown in Tables 4 and 5, materials other than sulfur and vulcanization accelerator were kneaded for 4 minutes at 150°C using a 1.7 L Banbury mixer. Next, sulfur and vulcanization accelerator were added to the kneaded mixture obtained using an open roll, and the mixture was kneaded for 4 minutes at 80°C to obtain an unvulcanized rubber composition. The unvulcanized rubber composition obtained was press molded (vulcanized) at 170°C for 20 minutes to prepare a rubber sample (vulcanized rubber composition).

<樹脂組成物の作製>
表6に示す配合処方に従い、材料を2軸押出機で混練、成形し、樹脂組成物(試験片)を得た。
<Preparation of Resin Composition>
According to the compounding recipe shown in Table 6, the materials were kneaded and molded in a twin-screw extruder to obtain a resin composition (test piece).

<評価項目及び試験方法>
前記ゴムサンプルの作製で製造されたゴムサンプルから採取した試験片(加硫ゴム組成物)、前記樹脂組成物の作製で製造された樹脂組成物から採取した試験片について、下記の物性測定、評価を行った。結果を表4~6に示した。表4、5、6の基準比較例は、それぞれ比較例1-1、2-1、3-1である。
<Evaluation items and test methods>
The following physical property measurements and evaluations were carried out on test pieces (vulcanized rubber compositions) taken from the rubber samples produced in the preparation of the rubber samples and test pieces taken from the resin compositions produced in the preparation of the resin compositions. The results are shown in Tables 4 to 6. The reference comparative examples in Tables 4, 5, and 6 are Comparative Examples 1-1, 2-1, and 3-1, respectively.

(粘弾性試験)
押出方向、押出方向に直行する方向に採取した試験片(サイズ:縦20mm、横3mm、厚さ2mm)を用い、GABO社製イプレクサーを用いて、温度70℃、周波数10Hz、初期歪10%及び動歪1%の条件下で、押出方向の複素弾性率E*a(MPa)、押出方向の直交方向の複素弾性率E*b(MPa)を測定した。
(Viscoelasticity test)
Test pieces (size: length 20 mm, width 3 mm, thickness 2 mm) taken in the extrusion direction and in the direction perpendicular to the extrusion direction were used, and the complex modulus of elasticity E*a (MPa) in the extrusion direction and the complex modulus of elasticity E*b (MPa) in the direction perpendicular to the extrusion direction were measured using a GABO Iplexer under the conditions of a temperature of 70° C., a frequency of 10 Hz, an initial strain of 10%, and a dynamic strain of 1%.

(引張試験)
JIS K6251:2017「加硫ゴム及び熱可塑性ゴム-引張特性の求め方」に従って7号ダンベルサンプルを用いて引張試験を行い(標準試験温度(23±2℃))、押出方向伸長時の破断応力TBa(MPa)、押出方向伸長時における破断時伸びの50%伸長時の応力FBa(MPa)を測定した。
(Tensile test)
Tensile tests were conducted using No. 7 dumbbell samples in accordance with JIS K6251:2017 "Vulcanized rubber and thermoplastic rubber -- Determination of tensile properties" (standard test temperature (23 ± 2°C)), and the breaking stress TBa (MPa) when elongated in the extrusion direction and the stress FBa (MPa) at 50% elongation of the breaking elongation when elongated in the extrusion direction were measured.

(耐衝撃性(衝撃強さ/Izod衝撃試験))
各ゴムサンプル(試験片)、各樹脂組成物(試験片)について、Izod衝撃試験機((株)東洋精機製作所製)を用いてIzod衝撃試験を実施した(ミクロフィブリル化植物繊維の配向方向に垂直な方向(押出方向に直行する方向)に衝撃入力)。試験片中央部に深さ2mmの切り欠き(ノッチ)を挿入した。5.5J-R試験では5.5Jのハンマーを用いてノッチと反対側を打撃し、ノッチのない成形品表面から亀裂を進展させ、その時の衝撃強度を算出した。基準比較例を100とし、各試験片を指数で表示した。指数が大きいほど、耐衝撃性(衝撃強さ)が大きい。
(Impact resistance (Impact strength/Izod impact test))
For each rubber sample (test piece) and each resin composition (test piece), an Izod impact test was performed using an Izod impact tester (manufactured by Toyo Seiki Seisakusho Co., Ltd.) (impact input in a direction perpendicular to the orientation direction of the microfibrillated vegetable fiber (direction perpendicular to the extrusion direction)). A notch with a depth of 2 mm was inserted in the center of the test piece. In the 5.5J-R test, a 5.5J hammer was used to strike the side opposite the notch, causing a crack to develop from the molded product surface without the notch, and the impact strength at that time was calculated. The standard comparative example was set to 100, and each test piece was displayed with an index. The higher the index, the greater the impact resistance (impact strength).

(低燃費性)
各ゴムサンプル(加硫ゴム組成物)について、GABO社製イプレクサーを用いて、温度70℃、周波数10Hz、初期歪10%及び動歪1%の条件下で、損失正接(tanδ)を測定し、基準比較例を100としたときの指数で表示した(ミクロフィブリル化植物繊維の配向方向(押出方向)に伸長変形)。指数が大きいほど、低燃費性に優れる。
(low fuel consumption)
For each rubber sample (vulcanized rubber composition), the loss tangent (tan δ) was measured using an Iplexer manufactured by GABO under conditions of a temperature of 70°C, a frequency of 10 Hz, an initial strain of 10%, and a dynamic strain of 1%, and expressed as an index (elongation deformation in the orientation direction (extrusion direction) of the microfibrillated plant fiber) with the reference comparative example taken as 100. The higher the index, the better the fuel economy.

(耐屈曲亀裂成長試験)
各ゴムサンプル(加硫ゴム組成物)及び各樹脂組成物を用い、JIS K6260「加硫ゴム及び熱可塑性ゴム-デマッチャ屈曲亀裂試験方法」に基づいて各試験片を作製し、屈曲亀裂成長試験を行い、70%伸張を100万回繰り返してゴムシートを屈曲させたのち、発生した亀裂の長さを測定した(ミクロフィブリル化植物繊維の配向方向に垂直な方向(押出方向に直行する方向)に屈曲)。基準比較例の測定値(長さ)の逆数を100とし、指数表示した。指数が大きいほど、亀裂の成長が抑制され、耐屈曲亀裂成長性に優れることを示す。
(Flex crack growth resistance test)
Using each rubber sample (vulcanized rubber composition) and each resin composition, each test piece was prepared based on JIS K6260 "Vulcanized rubber and thermoplastic rubber - Dematcia flex crack test method", and a flex crack growth test was performed. The rubber sheet was bent by repeating 70% elongation 1 million times, and the length of the crack that occurred was measured (bent in a direction perpendicular to the orientation direction of the microfibrillated plant fiber (direction perpendicular to the extrusion direction)). The reciprocal of the measured value (length) of the reference comparative example was set to 100 and expressed as an index. The larger the index, the more the crack growth was suppressed and the better the flex crack growth resistance.

(振動性能)
各ゴムサンプル(加硫ゴム組成物)及び各樹脂組成物について、JIS K7391 3.3中央加振法に準拠し、振動性能を評価した。基準比較例の振動性能を100とし、指数表示した。指数が大きいほど、振動性能に優れることを示す。
(Vibration performance)
The vibration performance of each rubber sample (vulcanized rubber composition) and each resin composition was evaluated in accordance with JIS K7391 3.3 central vibration method. The vibration performance of the reference comparative example was set to 100 and expressed as an index. The larger the index, the better the vibration performance.

(曲げ弾性率)
各樹脂組成物(試験片)について、防湿容器中で23℃±2℃で24時間以上保持した。この試験片を防湿容器から取り出した後、速やか(15分以内)に、曲げ弾性率(MPa)をISO178に準じて測定した(ミクロフィブリル化植物繊維の配向方向に垂直な方向(押出方向に直行する方向)の曲げ弾性率を測定)。測定は、温度23℃、湿度50%RHで行った。基準比較例を100とし、各試験片を指数で表示した。指数が大きいほど、曲げ弾性率が大きい。
(Flexural modulus)
Each resin composition (test piece) was kept in a moisture-proof container at 23°C ± 2°C for 24 hours or more. After removing the test piece from the moisture-proof container, the flexural modulus (MPa) was measured immediately (within 15 minutes) according to ISO178 (the flexural modulus in the direction perpendicular to the orientation direction of the microfibrillated plant fibers (the direction perpendicular to the extrusion direction) was measured). The measurement was performed at a temperature of 23°C and a humidity of 50% RH. The standard comparative example was set to 100, and each test piece was expressed by an index. The higher the index, the higher the flexural modulus.

(曲げ強度)
各樹脂組成物(試験片)について、JIS Z 2248に準拠する試験方法で曲げ強度(kgf/mm)を測定した(ミクロフィブリル化植物繊維の配向方向に垂直な方向(押出方向に直行する方向)の曲げ強度を測定)。即ち、スパン間距離を200mmとし、2つの支えは円形でその半径が5mm、中間押金具は半径が5mmの半円断面の、3点曲げ方式とした。試験体は補強面を下とし、クロスヘッド速度は2mm/分とした。基準比較例を100とし、各試験片を指数で表示した。指数が大きいほど、曲げ強度が大きい。
(Bending strength)
The bending strength (kgf/ mm2 ) of each resin composition (test piece) was measured using a test method in accordance with JIS Z 2248 (bending strength was measured in a direction perpendicular to the orientation direction of the microfibrillated plant fibers (direction perpendicular to the extrusion direction)). That is, a three-point bending method was used, with a span distance of 200 mm, two supports circular with a radius of 5 mm, and an intermediate push fitting with a semicircular cross section with a radius of 5 mm. The test piece was placed with the reinforced surface facing down, and the crosshead speed was 2 mm/min. The reference comparative example was assigned a value of 100, and each test piece was displayed with an index. The higher the index, the higher the bending strength.

Figure 0007532764000004
Figure 0007532764000004

Figure 0007532764000005
Figure 0007532764000005

Figure 0007532764000006
Figure 0007532764000006

表4、5から、E*a/E*b≧1.3及びTBa/FBa≧2.6の2式を満たす実施例のゴム組成物は、ミクロフィブリル化植物繊維の配向性、分散性が良好で、耐衝撃性、低燃費性、耐屈曲亀裂成長性の総合性能(耐衝撃性、低燃費性、耐屈曲亀裂成長性の各指数の総和)に優れていた。また、振動性能も良好であった。 From Tables 4 and 5, the rubber compositions of the examples that satisfy the two formulas E*a/E*b≧1.3 and TBa/FBa≧2.6 have good orientation and dispersion of microfibrillated vegetable fibers, and are excellent in overall performance (the sum of the indices of impact resistance, fuel economy, and flex crack growth resistance) in terms of impact resistance, fuel economy, and flex crack growth resistance. They also have good vibration performance.

表6から、同2式を満たす実施例の樹脂組成物は、ミクロフィブリル化植物繊維の配向性、分散性が良好で、耐衝撃性、曲げ弾性率、曲げ強度、耐屈曲亀裂成長性の総合性能(耐衝撃性、曲げ弾性率、曲げ強度、耐屈曲亀裂成長性の各指数の総和)に優れていた。また、振動性能も良好であった。 From Table 6, it can be seen that the resin compositions of the examples that satisfy the above formula 2 have good orientation and dispersibility of the microfibrillated plant fibers, and are excellent in overall performance (the sum of the indices of impact resistance, flexural modulus, flexural strength, and flexural crack growth resistance) in terms of impact resistance, flexural modulus, flexural strength, and flexural crack growth resistance. They also have good vibration performance.

Claims (13)

ポリマー、ミクロフィブリル化植物繊維及び植物油脂を含み、
押出方向の複素弾性率E*a(MPa)と該押出方向の直交方向の複素弾性率E*b(MPa)との比(E*a/E*b)が下記式(1)、押出方向伸長時の破断応力TBa(MPa)と該押出方向伸長時における破断時伸びの50%伸長時の応力FBa(MPa)との比(TBa/FBa)が下記式(2)を満たすポリマー組成物。
E*a/E*b≧1.3 (1)
TBa/FBa≧2.6 (2)
polymers, microfibrillated plant fibers and plant oils,
The polymer composition has a ratio (E*a/E*b) of a complex elastic modulus E*a (MPa) in the extrusion direction to a complex elastic modulus E*b (MPa) in a direction perpendicular to the extrusion direction, which satisfies the following formula (1); and a ratio (TBa/FBa) of a breaking stress TBa (MPa) when elongated in the extrusion direction to a stress FBa (MPa) at 50% elongation of the elongation at break when elongated in the extrusion direction, which satisfies the following formula (2).
E*a/E*b≧1.3 (1)
TBa/FBa≧2.6 (2)
E*a/E*b≧1.5を満たす請求項1記載のポリマー組成物。 The polymer composition according to claim 1, wherein E*a/E*b≧1.5 is satisfied. E*a/E*b≧2.0を満たす請求項1記載のポリマー組成物。 The polymer composition according to claim 1, wherein E*a/E*b≧2.0 is satisfied. TBa/FBa≧3.0を満たす請求項1~3のいずれかに記載のポリマー組成物。 The polymer composition according to any one of claims 1 to 3, wherein TBa/FBa≧3.0 is satisfied. TBa/FBa≧3.4を満たす請求項1~3のいずれかに記載のポリマー組成物。 The polymer composition according to any one of claims 1 to 3, which satisfies TBa/FBa≧3.4. 前記ポリマー100質量部に対して、前記ミクロフィブリル化植物繊維を0.5~30質量部含む請求項1~5のいずれかに記載のポリマー組成物。 The polymer composition according to any one of claims 1 to 5, comprising 0.5 to 30 parts by mass of the microfibrillated plant fiber per 100 parts by mass of the polymer. 前記ポリマー組成物中における前記ミクロフィブリル化植物繊維の平均アスペクト比が10~1000である請求項1~6のいずれかに記載のポリマー組成物。 The polymer composition according to any one of claims 1 to 6, wherein the average aspect ratio of the microfibrillated plant fibers in the polymer composition is 10 to 1000. 前記ポリマー組成物中における前記ミクロフィブリル化植物繊維の平均繊維径が10μm以下である請求項1~7のいずれかに記載のポリマー組成物。 The polymer composition according to any one of claims 1 to 7, wherein the average fiber diameter of the microfibrillated plant fibers in the polymer composition is 10 μm or less. 前記植物油脂を含むオイルと、有機酸アミンとを含む混合液を含む請求項1~8のいずれかに記載のポリマー組成物。 The polymer composition according to any one of claims 1 to 8, which contains a mixed liquid containing an oil containing the vegetable oil and an organic acid amine. 前記ポリマー100質量部に対して、オイルを0.5~30質量部含む請求項1~9のいずれかに記載のポリマー組成物。 The polymer composition according to any one of claims 1 to 9, comprising 0.5 to 30 parts by mass of oil per 100 parts by mass of the polymer. 前記ミクロフィブリル化植物繊維100質量部に対して、有機酸アミンを0.1~50質量部含む請求項1~10のいずれかに記載のポリマー組成物。 The polymer composition according to any one of claims 1 to 10, which contains 0.1 to 50 parts by mass of an organic acid amine per 100 parts by mass of the microfibrillated plant fiber. 前記ポリマー100質量部に対して、前記ミクロフィブリル化植物繊維を0.5~30質量部、前記植物油脂を0.5~30質量部含む請求項1~11のいずれかに記載のポリマー組成物。 The polymer composition according to any one of claims 1 to 11, comprising 0.5 to 30 parts by mass of the microfibrillated plant fiber and 0.5 to 30 parts by mass of the plant oil per 100 parts by mass of the polymer. 前記ポリマー100質量部に対して、前記ミクロフィブリル化植物繊維を0.5~30質量部、オイルを0.5~30質量部含む請求項1~11のいずれかに記載のポリマー組成物。 The polymer composition according to any one of claims 1 to 11, comprising 0.5 to 30 parts by mass of the microfibrillated plant fiber and 0.5 to 30 parts by mass of oil relative to 100 parts by mass of the polymer.
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